1.29: боротьба з бур'янами та бур'янами

Малюнок 1 Досить фіолетові квіти - фіолетовий вербейник, рослина, привезена в Північну Америку як декоративна, але вона втекла, щоб стати проблемним бур'яном на водно-болотних ділянках.

Ральф Уолдо Емерсон визначив бур'ян як «рослину, чесноти якої ще не виявлені», але насправді було відомо, що ряд бур'янів мають «чесноти» і поширювалися людьми навмисно. Dyer's woad є значним шкідником на заході США, але був привезений до Північної Америки навмисно для його використання джерелом синього барвника (звідси і загальна назва). Багато бур'янистих рослин, наприклад вербейник фіолетовий (рис. 1), були навмисно введені садівниками, які вважали їх привабливими. Велика кількість бур'янів всіх типів аналогічно є результатом навмисного впровадження в нові місця проживання (медоносні бджоли, дощові черв'яки, циганська міль, шпаки і багато іншого).

Чи є краще визначення бур'яну? Еколог вважає організми «бур'янами», якщо вони мають набір характеристик (високий репродуктивний потенціал, великі здібності до розгону, швидкі темпи зростання, здатність розмножуватися навіть за несприятливих умов), що змусило б їх з'являтися і вижити в порушених середовищах існування. Порушені місця проживання, які іноді називають рудеральними середовищами існування, - це райони, які колись були заселені, але деякі порушення, наприклад пожежа, усунули те, що колись там мешкало. Значними для наземних середовищ існування вони, як правило, є ділянками з розвиненими грунтами, на відміну від ділянок, які ніколи не були рослинні і не мають грунту. Тож, хоча екологічні бур'яни вважаються «піонерськими видами», вони не є першопрохідцями на попередній незаселеній землі нашому дуже молодому ґрунті. Екологічні бур'яни можуть колонізувати і швидко домінувати на порушеній ділянці, але можуть не зберігатися, оскільки вони часто не можуть конкурувати з іншими видами, які врешті-решт прибувають на ділянку.

Але «бур'ян» використовується не тільки екологами, і його визначення є одночасно утилітарним і суб'єктивним:

«Завод, який заважає досягненню цілей управління в конкретному місці. Це рослина, що росте там, де її не хочуть. У певних ситуаціях рослина не може бути абсолютно небажаною».

Це визначення зосереджено на рослині, але небажані організми походять з усього спектру життя, включаючи нерослинні організми, розглянуті в цій книзі: ціанобактерії, зелені водорості, червоні водорості, діатомові водорості, динофлагелати та гриби.

Бур'яни - це «шкідники», організми, які небажані з причин, специфічних для конкретної ситуації, і, як зазначалося вище, їх небажаний характер залежить від ситуації.

• медоносні бджоли - шкідники, коли гніздяться в будинках
• дощові черв'яки бажані в сільськогосподарських ситуаціях, але є бур'янами в місцевих місцях проживання, де вони можуть змінити умови та порушити рідну громаду.
• кульбаби - це бур'яни на газоні, де деякі вважають їх непривабливими, але корисні запилювачам та кормам, які їдять листя та квіти
• пісочник вкрай небажаний на пляжах через його гострих плодів, на які боляче наступати і прилипають до одягу.
• барвник 's woad явно (був) корисний як джерело барвника, але якщо хтось управляє землею для інших цілей, то це бур'ян
• плакучі верби бажані в якості декоративних рослин, але їх коріння можуть засмічувати дренажні системи
• бактерія, що фіксує азот Rhizobium, бажано, якщо вона вторгається в коріння рослин у місцях проживання, де азоту відносно мало. Коли азот рясний, Rhizobium фактично зменшує ріст рослин, оскільки вони підгодовуються рослиною.

Останній приклад підкреслює той факт, що існує певне перекриття між «бур'янами» та «хворобою», що буде розглянуто в наступному розділі.

ТЕМИ

• особливості бур'янів
• боротьба з бур'янами

Малюнок 2 Пісочник - трава, плоди якої мають дуже гострі точки.

особливості бур'янів

Як уже згадувалося вище, бур'яни зазвичай швидко ростуть і розмножуються як швидко, так і рясно. Але враховуючи гнучке та утилітарне визначення бур'янів, ключовою особливістю бур'янів є те, що вони повинні мати характеристики, які хтось може вважати небажаними. Ось кілька прикладів:

• кульбаби переривають гладку безперервну текстуру газону, надаючи те, що деякі вважають небажаним виглядом.
• пісочник дає плоди, на які дуже боляче наступати або попастися в панчіх
• лопух, жебрачний лоскот, паличка і багато інших дають плоди, які прилипають до одягу
• ящики-бузини створюють непривабливу форму, яка легко скидає гілки. Його рясні плоди закупорюють жолоби
• отруйний плющ, дикий пастернак, гігантський борщівник, звіробій токсичні для багатьох людей

Малюнок 3 Отруйний плющ, родом з Північної Америки, вкрай небажаний, оскільки він виробляє хімічну речовину, яка є подразником шкіри.

Найголовнішою небажаною особливістю сільськогосподарських бур'янів є те, що їх присутність на сільськогосподарських угіддях стримує ріст будь-яких культур, які вирощуються, взаємодія, яка, як правило, буде позначена конкуренцією, концепція, яку легко цитувати, але часто набагато складніше закріпити. Основна ідея полягає в тому, що якщо два види використовують однакові ресурси (воду, світло, поживні речовини), то присутність конкурента може зменшити доступність цих ресурсів і тим самим зменшити зростання врожаю. Явище зниження врожаю при наявності бур'янів добре встановлене, але точний механізм невловимий і, безумовно, може відрізнятися між різними бур'янами. Зауважимо, що найкращим конкурентом для будь-якої конкретної культури рослини є інша особина того ж типу, оскільки вона вимагає тих же ресурсів і набуває їх таким же чином. Таким чином, внутрішньовидова конкуренція (між особинами одного виду) може бути важко відокремити від міжвидової конкуренції (врожай проти бур'янів). Відстеження ресурсів часто є складним завданням, і інші взаємодії можуть враховувати закономірність. C конкуренція може бути обумовлена такими факторами, як алелопатія (бур'ян виробляє хімічні речовини, які стримують ріст врожаю) або, можливо, тому, що бур'ян приваблює комах-шкідників/організми хвороб, які можуть вплинути на урожай. З цих причин конкуренція часто визначається без конкретної вимоги виснаження ресурсів. Більшість сільськогосподарських бур'янів - це рослини, які стримують ріст видів сільськогосподарських культур з невизначених причин.

Що може зробити конкретну рослину, ймовірно, сільськогосподарським бур'яном? Тут спостерігається велике перекриття з характеристиками екологічних бур'янів:

• насіння бур'янів легко проростає з невеликими конкретними вимогами до схожості або без них
• бур'яни швидко ростуть, а оскільки придбання ресурсів сильно прив'язане до розміру рослин, швидке зростання дозволяє бур'янам бути дуже ефективними конкурентами
• бур'яни легко розмножуються, дозволяючи увічнити їх на ділянці та виробляти значний «насіннєвий банк» насіння в ґрунті. Хоча більшість насіння бур'янів проростають легко, не всі це роблять, а деякі насіння залишаються життєздатними протягом десятків років, а це означає, що непророщені насіння бур'янів залишаються в грунті протягом тривалого періоду часу.

Рисунок 4 Вуд Дайєра був введений в східну Північну Америку в колоніальні часи. Це не проблема у більшості Сполучених Штатів, але є проблемою в деяких західних штатах.

Хоча вищезазначене стосується однорічних бур'янів, існують також багаторічні бур'яни, які легко розмножуються з фрагментованих коренів, які можуть бути отримані шляхом обробітку грунту. Чому до? тому що більшість культур є однорічними рослинами, і їм було б дуже важко конкурувати з вже встановленими рослинами. Але зауважте, що обробіток грунту «грає в силу бур'янів»: це форма порушення, яка, як правило, те, що потрібно бур'янам.

Перераховані вище характеристики також були б бажаними особливостями сільськогосподарської рослини: легко проростають, швидко ростуть, рясно розмножуються. Дійсно, вважається, що кілька культур були одомашнені з бур'янів (наприклад, пшениця, соняшник, ячмінь, морква).

Ще однією особливістю, яка зазвичай асоціюється з бур'янами, є те, що вони не є рідними, тобто вони були введені в область, де їх раніше не було, як правило, через людську діяльність (як навмисну, так і ненавмисну). Хоча деякі вважають, що будь-який некорінний є бур'яном, більшість вимагатиме, щоб інтродукований вид був інвазивним, тобто поширюватися звідти, де він був введений. Багато інтродукованих видів є інвазивними, і це, як правило, пояснюється тим, що «природний контроль» (травоїдні тварини, хвороби) не вводяться одночасно з бур'яном. Хоча це, безумовно, пояснює інвазивний характер деяких вступів, інші фактори вступають у гру. Dyer's woad був введений на сході США і показав лише скромний інвазивний характер, оскільки він поширювався на захід і був обмежений неодноразово порушеними місцями, такими як узбіччя доріг. Приїхавши до Каліфорнії та Юти в зараженому насінні люцерни, її поведінка істотно змінилася, ставши набагато інвазивнішою і потрапляючи в місця проживання, які набагато менше турбуються, замінивши рідні рослини. Частина такої поведінки, ймовірно, пов'язана з тим, що рідне середовище існування вуда набагато більше схоже на посушливий захід, ніж на більш мезичну східну та центральну частину країни.

Малюнок 5 Барвник індиго, отриманий з плодів вовни Дайера. Більшість індиго зараз виготовляється синтетично, але до 20 століття первинними джерелами синього барвника (індиго) були Dyers woad та кілька інших неспоріднених видів.

Цікаву інвазивну картину демонструє чорна сарана, дерево родом з центральної та південно-східної частини США, але не на північному сході. Після того, як він був навмисно введений на північний схід, він став інвазивним, як це було в декількох інших районах Північної Америки. Чим раніше обмежувало його поширення, невідомо. Знову розуміючи, що бур'ян є суб'єктивним, чорна сарана може вважатися бур'яном на північному сході, але не в районах, де вона є рідною.

Ще одна цікава картина спостерігається у Phragmites australis, звичайного очерету. Мабуть, різноманітність цього виду була рідною для Північної Америки і була присутня, коли європейці прибули. Ця місцева різновид виду не інвазивна і не утворює великих монотипічних стендів. Екологи відзначили, що поведінка рослини кардинально змінилося в 20 столітті, при цьому рослина стає набагато більш інвазивним. Насправді сталося те, що був введений європейський сорт того ж виду, і ця рослина демонструвала інвазивну поведінку. Два різновиди (неінвазивні північноамериканські; інвазивні європейські) дуже тісно пов'язані (ті ж види) і дуже важко відрізнити. Мабуть, незначні генетичні зміни можуть бути причиною інвазивної поведінки.

Рисунок 6 Phragmites australis, трава як з бур'янами (інвазивними), так і не бур'янними сортами.

Однак багато бур'янів є «тубільцями» (амброзія, гігантська амброзія, соняшник, топінамбур, молочай, астра Нової Англії, золотарник), і більшість з них не вторглися в нові місця проживання, але продовжували зустрічатися в порушених місцях проживання, знайдених у будь-якому конкретному регіоні.

боротьба з бур'янами

У більшості ситуацій бур'яни не можуть бути усунені назавжди, але їх популяція може контролюватися за допомогою трьох підходів: (1) хімічний контроль, використання пестицидів (гербіцидів) для знищення бур'янів (2) біологічний контроль, використання біологічних агентів (патогенів, травоїдних тварин) для зменшення популяції бур'янів та (3) культурний контроль , змінюючи спосіб утримання землі з метою зменшення популяції бур'янів.

Хімічний контроль

Хімічний контроль - це недавнє нововведення, яке лише стає значним контрольним агентом за останні вісімдесят років. Основна ідея проста: знайдіть якусь хімічну речовину, яка вбиває бур'яни. Складність полягає в тому, що більшість хімічних речовин, які вбивають бур'яни, є неселективними, тобто вони не просто вбивають бур'яни, вони вбивають всі або більшість рослин, включаючи ті, зростання яких ви намагаєтеся сприяти. Розроблено широкий спектр гербіцидів, але три нижче широко використовуються і показують ступінь селективності і тому можуть бути використані в деяких ситуаціях, не пошкоджуючи рослини/культури, які намагаються виростити.

2, 4 D (2, 4, дихлорфеноксіоцтова кислота) є найстарішим широко використовуваним гербіцидом. Його відкриття як корисного продукту, вбивці бур'янів, було результатом «фундаментальних» досліджень, тобто досліджень, які не були зосереджені на корисності (розробці вбивці бур'янів), а скоріше дослідження, яке просто передбачало розробку розуміння природного світу. У цьому випадку працівники вивчали вплив ауксину, першого хімічно ідентифікованого рослинного гормону, спочатку вивченого Дарвіном сто років раніше. Єдиним природним ауксином є індолуксусна кислота, але на початку 1940-х робітники виявили ряд хімічних речовин, зі структурами, подібними до індолиоцтової кислоти, які можуть спричинити подібний вплив на ріст та розвиток рослин. Один з цих штучних ауксинів був 2, 4 D. Це було до доктора Франкліна Д. Джонса, щоб зробити деяку «прикладну» науку, тобто застосувати фундаментальні дослідження до практичної проблеми. Доктор Джонс шукав щось, щоб вбити отруйний плющ, який мучив його дітей. Він спробував 2, 4 D і виявив, що він був дуже ефективним у знищенні отруйного плюща. Важливо, що 2, 4 D є селективним: він вбиває більшість широколистяних рослин (дводольних), але шкодує «вузьколисті» рослини, трави та подібні види. Оскільки ця селективність відповідає тому, що можна шукати для усунення газонних бур'янів та бур'янів злакових зерен (наприклад, кукурудзи, пшениці), 2-4 D виявилася дуже корисною.

Раундап (гліфосат) був розроблений в 1970-х роках і є найбільш широко використовуваним гербіцидом як в сільськогосподарських ситуаціях, так і в ситуаціях будинку/саду. Він зовсім не вибірковий, в основному вбиваючи будь-які рослини, до яких він застосовується. Це також системний гербіцид, що означає, що якщо його нанести на листя, його можна транспортувати до коренів і кореневищ і також може вбити їх. Селективність була розроблена, оскільки стійкість до Roundup, використовуючи гени бактерій, була генетично інженерірована (тобто перенесення генів) на кілька видів сільськогосподарських культур, спочатку соєві боби ('Roundup Ready Soea), а пізніше до кукурудзи та бавовни. Поля з цими специфічними культурами можна обробити Раундапом, щоб вбити всі інші рослини.

Атразін є другим найбільш використовуваним гербіцидом в США, але в основному в сільськогосподарських ситуаціях і менше в житлових ситуаціях. Він селективний, вбиває більшість широколистяних видів та багато бур'янів трав, але переноситься кількома видами сільськогосподарських культур: кукурудзою, сорго та цукровою тростиною (всі трави). Крім того, був розроблений сорт ріпаку, стійкий до атразину (ГМО).

Занепокоєння щодо гербіцидів рясніють і включають: проблеми зі здоров'ям людини, екологічні проблеми та занепокоєння щодо розвитку стійких до гербіцидів «супербур'янів». І Roundup, і Atrazine використовуються досить широко, щоб з'явилися нові сорти бур'янів, які не піддаються впливу цих хімічних речовин, порівнянних з еволюцією стійких до антибіотиків бактерій.

Біологічний контроль

Біологічний контроль передбачає використання інших організмів для стримування росту бур'янів. Загалом, цей тип боротьби розроблений для інтродукованих інвазивних видів бур'янів, і проводиться пошук травоїдних або патогенних мікроорганізмів (див. Розділ 30 про захворювання), які є рідними звідки прийшло інтродукція, але не присутні в регіоні, в який вони вторглися. Необхідно дотримуватися обережності, щоб уникнути впровадження видів, які можуть бути шкідливими для існуючих місцевих видів. Це більш імовірно, якщо вибрані засоби біоконтролю є «фахівцями» у своїх звичках годування. Вербейник фіолетовий - приклад інвазивного бур'яну, який контролювався (не усувався) шляхом інтродукції травоїдних комах, жуків та довгоносиків, які спеціалізуються на пурпуровому вербейнику. Ці види поширені в місцевому середовищі існування вербейника фіолетового (Європа та Азія), але не були завезені в Північну Америку, коли пурпурний вербейник був.

Культурний контроль

Культурний контроль За визначенням бур'яни завжди є проблемою, принаймні проблемою для когось. Хоча бур'яни можуть бути «проблемою» у місцевих середовищах існування, переважна більшість проблем з бур'янами пов'язана з людьми (садівниками, фермерами), які намагаються виростити конкретні рослини, тобто спробувати «культурні» рослини, які якось бажані. Культурні практики, яких дотримуються, можуть впливати на масштаби проблеми бур'янів. Вибір культур, терміни посадки, щільність висіву, відстань між рядами, кількість послідовних сезонів, в яких висаджується культура, - все це культурні практики, які можуть вплинути на гостроту проблем бур'янів. Оскільки більшість культур є однорічними, їх потрібно висаджувати щороку, а посадка передбачає порушення, тим самим стимулюючи ріст бур'янів. Дійсно, деякі фермери початку 19 століття вважали ранні версії плуга «отруєнням ґрунту» та сприянням росту бур'янів. Розуміючи, що фермери перебувають у стані улову 22, їм потрібні порушення, але порушення сприяє проблемам бур'янів, існують культурні практики, які можуть зменшити проблему, наприклад, терміни оранки та інтенсивність оранки. Сучасна техніка називається «no-till» землеробство використовує мінімальне обробіток грунту, тим самим даючи бур'янам менше площі для використання, і що площа, яка доступна, засівається культурою, яка може перестати конкурувати бур'яни. Багаторічні недеревні культури, такі як люцерна, спаржа, полуниця, малина, вимагають різних культурних практик, які можуть включати такі предмети, як мульчування, косіння, обробка грунту або навмисна посадка підземних рослин, які можуть придушити ріст бур'янів. Це стосується і деревних багаторічних культур, таких як виноград і яблука. Культурні практики сильно різняться залежно від культури та її особливостей. Наприклад, повені є ефективним засобом боротьби з бур'янами, але можуть бути використані лише в тому випадку, якщо культури, наприклад, рис, переносять повені. Вогонь можна використовувати як для однорічних культур, так і для деревних (деревних) культур, якщо це поверхневий вогонь низької інтенсивності.

Рисунок 7 Ні до землеробства: Замість оранки всього поля «бурять» вузьку траншею, де висаджують насіння. Зверніть увагу на торішні стебла кукурудзи.

Більшість стратегій боротьби з бур'янами використовують «Інтегроване управління шкідниками», підхід, який включає хімічні, біологічні та культурні підходи до управління не тільки бур'янами, але й комахами-шкідниками та патогенами.