Внесение почвенных гербицидов
Внесение почвенных гербицидов
Разработать идеальную технологию для определенных условий - сложная задача. В этом «равнении с несколькими неизвестными » постоянными величинами являются физико-химические свойства препаратов (растворимость, адсорбция, испарения,
фотолиз) и характеристики почвы, а его влажность, время и количество влаги осадков не контролируется и даже должным образом не прогнозируются. Проведения полевых работ, так же как и появление всходов культуры и сорняков, зависят от капризов погоды.
Единственное возможное решение - приспособить элементы технологии, которые можно изменить, к тем обстоятельствам, которые изменить нельзя. То есть использовать гербицид, свойства и технология внесения которого соответствуют определенным почвенно-климатическим условиям.
Например, можно «откорректировать» влажность почвы, если она больше или меньше оптимальных значений. Если она недостаточна, то препарат можно завернуть в почву, то есть перемешать с верхним его слоем. Для эффективности этого технологического приема следует обратить внимание на некоторые особенности почвенных гербицидов и на процессы, происходящие в почве.
«Мокрое дело» гербицидов
Уничтожение сорняков почвенными гербицидами в буквальном смысле «мокрое дело». Растворенные в воде действующие вещества движутся профилем почвы, распределяются и связываются с органикой и минеральными частицами, и в виде водного раствора проникают в проростки сорняков.
Растворимость действующего вещества в воде влияет на глубину проникновения гербицида в почву (адсорбции) и на вероятность его промывки при избыточном увлажнении. Это происходит при обильном поливе или, например, после ливня.
Гербицид должен действовать «в полную силу». Для этого ему нужна эффективная концентрация в слое глубиной до 4 -5 см. Чем меньше влаги содержит почва, тем выше должна быть растворимость. Меньше влажность почвы - меньше влияние на гербицидный эффект имеет степень растворимости препарата. И наоборот.
Поскольку всходы сорняков появляются не синхронно, а «волнами», то гербицид должен обеспечить защиту в течение длительного периода. Для того, чтобы пропашные культуры благополучно «проскочили» гербокритический период, внесенные в почву препараты имеют «продержаться» как минимум три недели, так чтобы действующее вещество не "дезертировала» с того слоя, где прорастают сорняки.
Для этого ее часть должна быть связана с коллоидами почвы. Коэффициент адсорбции гербицидов обозначается как Кос. Чем выше значение Кос, тем больше молекул растворенного д.в. гербицида связывается с почвенными коллоидами и меньше остается в почвенном растворе.
Высокая адсорбция гербицидов почвой обычно обратно пропорциональна их растворимости в воде. Вещества, хорошо растворяются в воде, слабо удерживаются в почве. И наоборот.
Как «запасные игроки», адсорбированные молекулы гербицида участвуют «в игре» не сразу, а постепенно. «На поле», то есть в почвенном растворе, содержится относительно небольшая «команда» из молекул препарата. По мере «выбывание игроков» (во время поглощения растениями, микробиологической или химической деструкции) их заменяют.
Размер «скамейки запасных» зависит от свойств почвы и препаратов. Глинистые грунты с высоким содержанием органики хорошо удерживают и неохотно отпускают молекулы д.в. Песчаные, бедные органикой - наоборот, практически не «задерживают» гербицид.
Хорошо растворяется - плохо держится
Высокая растворимость препаратов в определенных условиях может стать причиной серьезных проблем.
Во-первых, подавляющее количество всходов сорняков появляется из семян, находится на глубине 2 - З см. Именно в этом слое должен быть гербицидный экран - растворенные в почвенном растворе и адсорбированные его долями молекулы гербицида, миграция которого уменьшает концентрацию ниже эффективного уровня.
Во-вторых, высокая растворимость в чрезмерной влажности почвы способствует переходу большей части препарата в почвенный раствор. Устойчивость культурных растений к гербицидам не является абсолютной, так поступления слишком большого количества препарата в течение длительного времени может навредить. Наглядный пример - проявление фитотоксичности препаратов метрибузином на сое или ацетохлора на подсолнечнике.
В-третьих, перемещение гербицида в нижние слои может загрязнить грунтовые воды. Высокая подвижность атразина в слабокислых почвах легкого механического состава, например, способствует его накоплению в подземных водах. Именно по этой причине в ЕС он запрещен, а в США применяется с ограничениями. Типичные для кукурузного пояса тяжелые суглинистые почвы с высоким содержанием гумуса хорошо «задерживают» атразин, препятствуя его миграции за пределы пахотного слоя.
Оптимальный набор гербицидов для контроля сорняков одинаковых видов на участках с одинаковым типом почвы, но с разным режимом увлажнения (например, орошаемое и не орошаемое поле) может существенно отличаться. В условиях избыточного увлажнения основной проблемой является промывание гербицида. Поэтому целесообразно применять препараты, которые слабо растворяются в воде, но хорошо удерживаются почвой.
При дефиците влаги, наоборот, проблемой является поступление гербицида в почвенный раствор. Тогда чем выше растворимость, тем лучше эффективность. Гербициды обычно покупают заранее, иногда за 5 - 6 месяцев до даты применения. Как угадать с погодными условиями заранее? Самое простое решение - выбрать золотую середину, то есть препараты с «универсальными» показателями растворимости и адсорбции, или использовать «коктейль» из д.в., одни из которых являются устойчивыми в условиях избытка влаги, а вторые - подвижными при ее недостатке.
Технология внесения позволяет усилить или ослабить растворимость и/или миграцию препаратов. Завернув гербицид, можно обойтись меньшим количеством почвенной влаги для его «активации» и сократить дистанцию между молекулами препарата и семенами и проростками сорняков. А при выпадения осадков в течение недели нанесения препарата на поверхность почвы без заделки уменьшает глубину его промывания.
Влага? Сколько нужно?
Приблизительное количество воды для растворения гербицидов в почве можно рассчитать. Однако достаточной, по теоретическим предположениям, ее количества часто оказывается мало на практике. Часть влаги осадков испаряется, остальные - стекает по горизонтали, а не движется вглубь горизонта.
Для расчетов ограничимся верхними 10 см почвы. Предположим, что плотность (объемная масса) почвы в верхнем слое составляет 1100 кг/м3, ее влагоемкость - 27,4%. В пересчете на 1 га слой почвы толщиной 10 см содержать 301 м3 воды. Если содержание доступной влаги составляет 19,8%, это соответствует 218 м3 воды, или 21,8 мм доступной влаги осадков на 1 га.
Нанесенный на поверхность почвы препарат растворяется в почвенном растворе и во влаге осадков/орошения. Активные ингредиенты проникают в почву путем диффузионного переноса почвенного раствора. Если влажность гораздо ниже капиллярной влагоемкости, гербицид с «тяготами и страданиями» растворяется и продвигается. А если влажность высокая и поверхность почвы «мокрая», то для миграции гербицида вглубь нужно осадков меньше, чем теоретически рассчитано.
На растворимость влияет температура (константа растворимости при определенной температуре). Чем выше температура воды, тем выше растворимость. Поэтому концентрация гербицида в почвенном растворе не превысит предела, обусловленного константой растворимости, как по избытке, так и при недостатке влаги. Отличаться будет только количество гербицида, перешедшего в почвенный раствор.
Существует взаимосвязь между растворимостью препаратов и глубиной их проникновения в почву. Ее можно назвать логарифмической - при увеличении растворимости гербицида в десять раз глубина его проникновения увеличивается на 6 - 7 см.
«Смешать, но не взбалтывать»
Заделка почвенных гербицидов была очень популярным приемом в США в 1970-е годы. На постсоветском пространстве этот способ применяли еще дольше, вплоть до 2000-х годов. Затем с категории «необходимых» эта операция перешла в категорию «рекомендованных», а затем - в категорию «те, что редко используются».
Причин тому несколько. В США, например, благодаря севу кукурузы и сои в более ранние сроки рассчитывали на достаточную «активацию» препаратов и их миграцию в верхнем слое почвы за счет его относительно высокой влажности.
Кроме этого, выращивание ГМ-культур, устойчивых к глифосату, оттеснили почвенные препараты на второй план. Поэтому дополнительные расходы на увеличение их эффективности воспринимались уже как излишество. К тому же длительное использование гербицидов сильно «почистили» поля от многих видов однолетних сорняков.
В Украине, РФ заделки стало непопулярным по другим причинам: из-за постоянной попытки уменьшить расходы в условиях политической и экономической нестабильности, хронических реформ и перманентных реорганизаций аграрного сектора, организационные сложности в больших холдингах, которые пытаются обойтись минимальным количеством техники и механизаторов, широкое распространение гибридов подсолнечника, устойчивых к имидазолинонов и сульфонилмочевинам, и нелегальное, но практически повсеместное выращивание сои, устойчивой к глифосату.
Наши аграрии, как и американские, положили все заботы по «продвижению» гербицидов в почве на дождь. Для «активации» самых популярных гербицидов класса хлорацетамидов, например, вполне достаточно выпадение 8-10 мм осадков в течение недели после внесения препарата. Когда поверхность почвы пересохла, для того, чтобы «размочить» гербицид, воды нужно больше. Если почва влажная, то хватает даже 6 - 8 мм дождя.
По количеству осадков меньше чем 8-10 мм или когда поверхностный слой почвы потеряет много влаги через суховей, внесенный гербицид так и останется на поверхности. Семена сорняков беспрепятственно прорастет в «недотравленой» почве, а тоненький пересохший гербицидный экран сможет остановить только незначительный процент всходов. Для многих препаратов пребывания на солнце вредно, потому что под воздействием света происходит разложение (фотолиз) действующих веществ.
Кстати, существует класс гербицидов, которые плохо растворяются, практически не промываются, но очень быстро испаряются. Динитроанилины (трифлуралин и др.) Требуют немедленной заделки в почву. Если этот гербицид своевременно не «зацепится» за грунт, то за неделю он может испариться около половины. Для нелетучих д.в. отсутствие заделки не влечет к катастрофическим последствиям. Однако, если в течение нескольких дней после внесения не ожидается сильных осадков, лучше подстраховаться и перемешать препарат с верхними 4 - 5 см почвы. Иначе гербицид «проигнорирует» сорняки, но затем, при выпадении обильных осадков, может «отыграться» на культуре.
Особенно опасны ингибиторы синтеза пигментов. Запоздалая «реанимация» кломазона, мезотриона, флурохлоридона, изоксафлютола может привести к серьезным убыткам. Эти вещества в увлажненной почве легко переходят в почвенный раствор, и через корневую систему растений ксилемой попадают в листья культуры. После чего кукуруза наглядно демонстрирует все признаки повреждений, которые должны были бы быть в сорняках. Например, отставание в росте и обесцвечивания листьев.
Можно совместить две операции - внесение почвенного гербицида и проведения предпосевной культивации. Традиционная технология выращивания кукурузы, сои и подсолнечника предусматривает проведение этих операций. Если сначала внести рабочий раствор гербицида, а затем провести предпосевную культивацию на глубину 4 - 5 см, то после прохода культиватора препарат смешается с верхним слоем почвы. В таком случае заделка будет фактически «бесплатным» бонусом к культивации.
Перемешивать препарат с глубоким слоем почвы нецелесообразно. Во-первых, снизится концентрация действующего вещества в «проблемном» (верхние 2 - 3 см) слое. Во-вторых, гербицид окажется слишком близко к семенам (в дальнейшем - и проростков) культуры. И в-третьих, препарат, «размазанный» в слое почвы 8 - 9 см, при обильным осадкам легко промоется в зону расположения корней. Это усиливает риск повреждения всходов. Если гербицид внесли после культивации, а сев еще не провели, то для заделки можно использовать культиватор, пружинные или зубовые бороны. При желании закрыть ранее внесенный гербицид после посева культуры (к примеру, после бесполезного ожидания дождя в течение недели), эту операцию следует проводить быстро, но аккуратно, чтобы не повредить ростки культуры. Использовать культиватор или дисковую борону в таком случае опасно, лучше - зубовую или пружинную.