Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

20.3: Гербіциди та дефоліанти

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    20369

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Мета навчання
    • Опишіть різні види широко використовуваних гербіцидів.
    • Перерахуйте різні види отруєння пестицидами.

    Гербіциди, також широко відомі як знищувачі бур'янів, - це речовини, що використовуються для боротьби з небажаними рослинами. [1] Селективні гербіциди контролюють конкретні види бур'янів, залишаючи бажаний урожай відносно неушкодженим, тоді як неселективні гербіциди (іноді їх називають загальними знищувачами бур'янів у комерційних продуктах) можуть використовуватися для очищення пустирів, промислових та будівельних майданчиків, залізниць та залізничних насипів, оскільки вони вбивають весь рослинний матеріал, з яким вони стикаються. Крім селективного/неселективного, інші важливі відмінності включають стійкість (також відому як залишкова дія: як довго продукт залишається на місці і залишається активним), засоби поглинання (незалежно від того, поглинається він лише надземним листям, через коріння або шляхом інші засоби), і механізм дії (як це працює). Історично такі продукти, як звичайна сіль та інші солі металів, використовувались як гербіциди, однак вони поступово втратили користь, і в деяких країнах ряд з них заборонений через їх стійкість у ґрунті, а також токсичність та забруднення підземних вод. Гербіциди також використовувалися у війні та конфліктах.

    Дефоліант - це будь-яка гербіцидна хімічна речовина, що розпорошується або запилюється рослинами, щоб призвести до опадання листя. Дефоліанти широко використовуються для вибіркового видалення бур'янів при управлінні сільськогосподарськими угіддями та газонами. Використання дефоліантів у всьому світі, поряд з розробкою інших гербіцидів і пестицидів, дозволило до Зеленої революції, збільшення сільськогосподарського виробництва в середині 20 століття.

    Сучасні гербіциди часто є синтетичними імітаціями природних рослинних гормонів, які перешкоджають зростанню цільових рослин. Термін органічний гербіцид став означати гербіциди, призначені для органічного землеробства. Деякі рослини також виробляють власні природні гербіциди, такі як рід Juglans (волоські горіхи), або дерево небес; така дія природних гербіцидів та інших пов'язаних з ними хімічних взаємодій називається алелопатією. Завдяки стійкості до гербіцидів - головна проблема в сільському господарстві - ряд продуктів поєднує гербіциди з різними засобами дії. Комплексна боротьба зі шкідниками може використовувати гербіциди поряд з іншими методами боротьби зі шкідниками.

    Хоча дослідження гербіцидів почалися на початку 20 століття, першим великим проривом став результат досліджень, проведених як у Великобританії, так і в США під час Другої світової війни щодо потенційного використання гербіцидів у війні. [5] Перший сучасний гербіцид, 2,4-D, був вперше виявлений і синтезований У.Г. Темплманом в Imperial Chemical Industries.

    У США в 2007 році близько 83% всього використання гербіцидів, визначеного вагою, припало на сільське господарство. [1]: 12 У 2007 році світові витрати на пестициди склали близько 39,4 мільярда доларів; гербіциди становили близько 40% від цих продажів і становили найбільшу частину, а потім інсектициди, фунгіциди та інші види. [1]: 4 Гербіцид також використовується в лісовому господарстві, [2] де було виявлено певні склади для придушення сортів листяних порід на користь хвойних порід після чіткого різання, [3] а також пасовищних систем та управління районами, відведеними як середовище існування дикої природи.

    2,4 Д і 2,4,5 Т

    Два найстаріших хімічних гербіцидів, що використовуються в якості дефоліантів, - це 2,4-дихлорфеноксіоцтова кислота (2,4-D) і 2,4,5-трихлорфеноксіоцтова кислота (2,4,5-Т). 2,4-D і 2,4,5-T поглинаються широколистяними рослинами, вбиваючи їх, викликаючи надмірний гормональний ріст. Ці гербіциди феноксиди були розроблені для вибіркового знищення бур'янів та небажаних рослин на сільськогосподарських угіддях. Вперше вони були введені на початку Другої світової війни і отримали широке поширення в сільському господарстві після закінчення війни.

    Коли 2,4-D був комерційно випущений в 1946 році, він викликав всесвітню революцію в сільськогосподарському виробництві і став першим успішним селективним гербіцидом. Це дозволило значно посилити боротьбу з бур'янами пшениці, кукурудзи (кукурудзи), рису та подібних злакових трав'яних культур, оскільки вбиває дводольних (широколистяних рослин), але не більшість монокотів (трав). Низька вартість 2,4-D призвела до подальшого використання сьогодні, і він залишається одним з найбільш часто використовуваних гербіцидів у світі. Як і інші кислотні гербіциди, сучасні склади використовують або амінну сіль (часто триметиламін), або один з багатьох ефірів материнської сполуки. З ними легше впоратися, ніж з кислотою.

    20A2.jpg
    Малюнок\(\PageIndex{1}\) 2,4Д. Джерело: Вікіпедія
    ВЕБ-ПОСИЛАННЯ

    Технічний інформаційний бюлетень для 2,4-D можна знайти за посиланням нижче.

    http://npic.orst.edu/factsheets/archive/2,4-DTech.html

    Жерве, Дж.; Луукінен, Б.; Бюль, К.; Стоун, Д. 2008. 2,4-D технічний інформаційний бюлетень; Національний інформаційний центр пестицидів, штат Орегон

    Агент Оранж - гербіцид і дефоліантний хімікат, один з «тактичних застосувань» Гербіцидів веселки. Він широко відомий своїм використанням американськими військовими в рамках своєї програми гербіцидної війни, Операція Ranch Hand, під час війни у В'єтнамі з 1961 по 1971 рік. Являє собою суміш рівних частин двох гербіцидів, 2,4,5-Т і 2,4-Д. Окрім руйнівного впливу на навколишнє середовище, сліди діоксину (головним чином TCDD, найбільш токсичного його типу), виявлені в суміші, спричинили серйозні проблеми зі здоров'ям у багатьох людей, які піддавалися впливу.

    Атразін і гліфосат

    Атразін - гербіцид, який використовується для зупинки до- та післясходових широколистяних та трав'янистих бур'янів у таких культурах, як сорго, кукурудза, цукрова тростина, люпин, соснові та евкаліптові плантації та триазин-толерантний ріпак.

    У Сполучених Штатах станом на 2014 рік атразин був другим за поширеністю гербіцидом після гліфосату, причому 76 мільйонів фунтів (34 тисячі метричних тонн) його застосовували щороку. Атразін продовжує залишатися одним з найбільш широко використовуваних гербіцидів в австралійському сільському господарстві. Його вплив на врожайність кукурудзи оцінюється від 1% до 8%, причому 3-4% є висновком одного економічного огляду. В іншому дослідженні, що розглядає комбіновані дані 236 університетських польових випробувань кукурудзи з 1986 по 2005, атразин лікування показав в середньому 5,7 бушелів більше на акр (~ 400 кг на гектар), ніж альтернативні обробки гербіцидами. Вплив на врожайність сорго оцінюється як 20%, частково завдяки відсутності альтернативних засобів боротьби з бур'янами, які можуть бути використані на сорго.

    Станом на 2001, атразин був найбільш часто виявленим пестицидом, що забруднюють питну воду в США. 44 Дослідження показують, що це ендокринний порушник, агент, який може змінити природну гормональну систему. З 2003 року Агентство з моніторингу охорони навколишнього середовища США (EPA) регулярно перевіряє рівні атразину в потоках і вододілах, які безпосередньо піддаються впливу атразинового стоку в рамках програми моніторингу екологічного впливу атразину.

    clipboard_e14f5d13119c4c2fded83e9bafcec79b6.png
    Малюнок\(\PageIndex{2}\) атразин. Джерело: Вікіпедія

    Гліфосат (N - (фосфонометил) гліцин) - системний гербіцид широкого спектру дії і осушувач сільськогосподарських культур, див \(\PageIndex{3}\). Рис. Це фосфорорганічна сполука, зокрема фосфонат. Він орієнтований на широкий спектр бур'янів і має важливе значення у виробництві фруктів, овочів, горіхів та стійких до гліфосату польових культур, таких як кукурудза та соя. Він ефективний при боротьбі з інвазивними та шкідливими бур'янами. Крім того, гліфосат розпадається в навколишньому середовищі, може використовуватися для сільського господарства без та низького рівня, що може зменшити ерозію ґрунту та корисний для комплексної боротьби зі шкідниками.

    Він був виявлений як гербіцид хімік Monsanto Джон Франц в 1970 році. Monsanto вивела його на ринок у 1974 році під торговою назвою Roundup®, а останній комерційно відповідний патент Monsanto США закінчився в 2000 році. Продукти, що містять гліфосат, продаються в різних рецептурах, в тому числі у вигляді рідкого концентрату, твердого тіла і готової до вживання рідини. Гліфосат може застосовуватися в сільськогосподарських, житлових та комерційних умовах, використовуючи широкий спектр методів застосування, включаючи повітряні розпилювачі, наземні обприскувачі різних типів, екрановані та з капюшоном обприскувачі, аплікатори склоочисників, губки, системи ін'єкцій та контрольовані аплікатори крапель.

    Гліфосат ефективний у знищенні найрізноманітніших рослин, включаючи трави та широколисті та деревні рослини. За обсягом він є одним з найбільш широко використовуваних гербіцидів. У 2007 році гліфосат був найбільш використовуваним гербіцидом у сільськогосподарському секторі Сполучених Штатів, застосовувався від 180 до 185 мільйонів фунтів (82,000 до 84 000 тонн), другий за поширеністю в будинку та саду з 5 до 8 мільйонів фунтів (2300 до 3600 тонн) та уряд застосував [необхідні роз'яснення ] 13 до 15 мільйонів фунтів (від 5900 до 6800 тонн) у промисловості та торгівлі. Він зазвичай використовується для сільського господарства, садівництва, виноградарства та лісоводства, а також для догляду за садом (включаючи домашнє використання). Він має відносно невеликий вплив на деякі види конюшини і іпомею.

    20A3.jpg
    Малюнок\(\PageIndex{3}\) Гліфосат використовується як альтернатива косіння в яблуневому саду в Ciardes, Італія. Джерело: Вікіпедія

    Гліфосат та пов'язані з ними гербіциди часто використовуються для викорінення інвазивних видів та відновлення середовища існування, особливо для покращення створення місцевих рослин у прерійних екосистемах. Контрольоване застосування зазвичай поєднується з селективним гербіцидом і традиційними методами викорінення бур'янів, такими як мульчування для досягнення оптимального ефекту.

    У багатьох містах гліфосат розпорошується уздовж тротуарів і вулиць, а також щілин між тротуарами, де часто ростуть бур'яни. Однак до 24% гліфосату, нанесеного на тверді поверхні, може стікати водою. Забруднення гліфосатом поверхневих вод відносять до міського та сільськогосподарського використання. Гліфосат використовується для очищення залізничних колій і позбавлення від небажаної водної рослинності.

    clipboard_e47190114432c352b469c3181d7f47d40.png
    Малюнок\(\PageIndex{4}\) Гліфосат. Джерело: Вікіпедія

    Паракват - перерегентний гербіцид - і багато іншого

    Паракват (або N, N ′-диметил-4,4′-біпіридинію дихлорид, також відомий як метилвіологен, є органічною сполукою, виготовленої компанією Chevron. Ця сіль є одним з найбільш широко використовуваних гербіцидів. Це швидкодіючий і неселективний, вбиваючи зелену рослинну тканину при контакті. Він також токсичний для людей та тварин завдяки окислювально-відновній активності, яка виробляє супероксидні аніони. Він був пов'язаний з розвитком хвороби Паркінсона і заборонений у кількох країнах.

    Хоча вперше синтезований у 1882 році, гербіцидні властивості [9] параквату не були визнані до 1955 року в лабораторіях Imperial Chemical Industries (ICI) на пагорбі Ревотта. [10] [11] Паракват (рис.\(\PageIndex{4}\)) був вперше виготовлений і проданий ICI на початку 1962 року під торговою назвою Грамоксон, і сьогодні є одним з найбільш часто використовуваних гербіцидів.

    Паракват класифікується як неселективний контактний гербіцид. Ключовими характеристиками, які відрізняють його від інших засобів, що застосовуються в засобах захисту рослин, є:

    • Він вбиває широкий спектр однорічних трав і широколистяних бур'янів і верхівки усталених багаторічних бур'янів.
    • Він дуже швидкодіючий.
    • Йде дощ швидко протягом декількох хвилин після застосування.
    • Він частково інактивується при контакті з грунтом. [12] [13]

    Ці властивості призвели до того, що паракват використовувався у розвитку сільського господарства.

    clipboard_e74ac32bee616426c98a318cbd661283c.png
    Малюнок\(\PageIndex{5}\) паракват. Джерело: Вікіпедія.

    Паракват заборонений в Європейському Союзі з 2007 року. Триває міжнародна кампанія за глобальну заборону, але дешевий і тому популярний паракват продовжує залишатися необмеженим у більшості країн, що розвиваються. У Сполучених Штатах паракват доступний насамперед як рішення різних сильних сторін. Він класифікується як «обмежене використання», що означає, що його можуть використовувати лише ліцензовані аплікатори.

    ВЕБ-ПОСИЛАННЯ

    Більш детальний перелік гербіцидів, торгових найменувань та цільових видів, наданих USDA WEB, можна знайти за посиланням нижче.

    https://www.fs.usda.gov/Internet/FSE_DOCUMENTS/fseprd496996.pdf

    Органічні гербіциди

    Останнім часом термін «органічний» став мати на увазі продукти, що використовуються в органічному землеробстві. Під цим визначенням органічний гербіцид - це той, який може бути використаний на сільськогосподарському підприємстві, яке було віднесено до категорії органічних. Залежно від застосування вони можуть бути менш ефективними, ніж синтетичні гербіциди [59] і зазвичай використовуються разом з культурними та механічними методами боротьби з бур'янами.

    До саморобних органічних гербіцидів відносяться:

    • Кукурудзяна клейковина борошно (CGM) - це природний довсходовий боротьба з бур'янами, що використовується в дернової трави, що зменшує схожість багатьох широколистяних і трав'яних бур'я [60]
    • Оцет [61] ефективний для 5— 20% розчинів оцтової кислоти, при більш високих концентраціях найбільш ефективний, але він в основному руйнує поверхневий ріст, тому ребризкування для лікування відростання необхідно. Стійкі рослини, як правило, піддаються при ослабленні при обприскуванні.
    • Пар застосовується комерційно, але в даний час вважається неекономічним і неадекватним. Він контролює поверхневий ріст, але не підземний ріст, і тому необхідне респреювання для лікування відростання багаторічників.
    • Полум'я вважається більш ефективним, ніж пар, але страждає від тих же труднощів. [65]
    • D-лімонен (цитрусова олія) - природний знежирюючий засіб, який позбавляє воскову шкіру або кутикулу від бур'янів, викликаючи зневоднення і в кінцевому підсумку загибель.
    • Морська вода або сіль, нанесена у відповідних силах до кореневої зони, вб'є більшість рослин.

    Людські ризики

    Отруєння пестицидами відбувається, коли хімічні речовини, призначені для боротьби зі шкідником, впливають на нецільові організми, такі як людина, дика природа, рослини або бджоли.

    Існує три види отруєння пестицидами.

    Перший з трьох - це одиночний і короткочасний дуже високий рівень впливу, який можуть зазнати особи, які здійснюють самогубство, а також розробники пестицидів. Більшість випадків навмисного отруєння пестицидами виявляються імпульсивними діями, вчиненими під час стресових подій, а наявність пестицидів сильно впливає на частоту самоотруєння.

    Другий тип отруєння - тривале вплив високого рівня, яке може відбуватися у розробників пестицидів та виробників. Широке використання ставить сільськогосподарських працівників, зокрема, до підвищеного ризику виникнення пестицидних захворювань. Вплив може відбуватися через вдихання парів пестицидів і часто відбувається в умовах, включаючи операції обприскування теплиць та інші закриті середовища, такі як кабіни тракторів, або під час роботи обертових вентиляторних розпилювачів туману в приміщеннях або місцях з поганими системами вентиляції. Робітники інших галузей також піддаються ризику впливу. Наприклад, комерційна доступність пестицидів у магазинах ставить працівників роздрібної торгівлі під загрозу впливу та хвороби, коли вони обробляють пестицидні продукти. Повсюдне розповсюдження пестицидів ставить під загрозу таких аварійних служб, як пожежники та поліцейські, оскільки вони часто є першими реагуючими на надзвичайні події і можуть не знати про наявність небезпеки отруєння. Процес дезінсекції літаків, при якому пестициди використовуються на вхідних міжнародних рейсах для боротьби з комахами та хворобами, також може зробити бортпровідників хворими.

    Різні робочі функції можуть призвести до різного рівня впливу. Більшість професійних впливів спричинені поглинанням через відкриту шкіру, таку як обличчя, руки, передпліччя, шия та груди. Цей вплив іноді посилюється за рахунок вдихання в установках, включаючи операції обприскування в теплицях та інших закритих середовищах, кабіни тракторів та роботу обертальних вентиляторних розпилювачів туману.

    Третій тип отруєння - це тривалий вплив низького рівня, якому люди піддаються з таких джерел, як залишки пестицидів у їжі, а також контакт із залишками пестицидів у повітрі, воді, грунті, осадах, харчових матеріалах, рослині та тварині. [1] [2] [3] [4]

    У країнах, що розвиваються, таких як Шрі-Ланка, отруєння пестицидами від короткочасного дуже високого рівня впливу (гостре отруєння) є найбільш тривожним видом отруєння. Однак у розвинених країнах, таких як Канада, це повна протилежність: гостре отруєння пестицидами контролюється, що робить основним питанням довгострокове низькорівневе вплив пестицидів.

    Резюме

    • Гербіциди (також відомі як знищувачі бур'янів) - це речовини, що використовуються для боротьби з небажаними рослинами.
    • Більш широко застосовуються гербіциди включають 2,4-Д (2,4-дихлорфеноксіоцтова кислота), 2,4,5-Т (2,4,5-трихлорфеноксіоцтова кислота), атразин, гліфосат, паракват.
    • Органічні пестициди, що використовуються в органічному сільському господарстві, включають кукурудзяну клейковину, оцет, D-лімонен та солону воду.
    • Навмисне або ненавмисне вживання та/або вплив пестицидів може спричинити цілий ряд наслідків для здоров'я, починаючи від шкірних висипань і закінчуючи смертю.

    Автори та атрибуція