Гербіциди: побічні ефекти
Гербіциди належать до надзвичайно сильних біологічно активних речовин і мають різний період розпаду. Залишки деяких із них можуть зберігатися у грунті впродовж декількох років, впливаючи на наступні культури у сівозміні. Це явище має назву «післядія гербіцидів».
Післядія гербіциду — це вплив залишків застосованого в попередні роки препарату на стан культурних рослин, грунт і ступінь засміченості посіву поточного року. Щодо грунту вона визначається в основному трьома чинниками: адсорбцією, розкладанням і міграцією (переміщенням), які залежать від грунтово-кліматичних, агротехнічних умов, а також від властивостей самого препарату.
Як правильно вибрати гербіцид?
Недостатня увага виробників сільськогосподарської продукції до вибору гербіцидів призводить до того, що після декількох років широкого застосування проявляється їхня побічна дія. Фітотоксичність гербіцидів, залишки яких містяться у грунті, є одним із прикладів негативних наслідків впливу пестицидів на навколишнє середовище та культурну рослину. Післядія особливо характерна для гербіцидів із діючими речовинами імазетапір, імазапір, кломазон, які належать до класів імідазолінонів, та сульфонілсечовин. Останні активно застосовують саме на зернових, тому під час вибору гербіциду слід враховувати, яку саме культуру висіватимете після них. Особливо чутливі до дії сульфонілсечовин соняшник, буряки та ріпак. Практично всі гербіциди класу сульфонілсечовин можуть мати післядію.
Тож з особливою обережністю слід використовувати гербіциди, до складу яких входять діючі речовини на основі сульфонілсечовин. Ці препарати мають низьку норму витрати, широкий спектр дії і діапазон термінів внесення (осінь, весна), сприятливі токсикологічні, екологічні й економічні показники. Їх використовують у сучасних інтегрованих системах захисту зернових культур, льону, картоплі і буряків — як у чистому вигляд, так і в бакових сумішах, у яких норми витрати на гектар знижуються вдвічі, а отже, відповідно знижується і ризик післядії за наявності вологи (особливо після зими) та за кислої реакції грунтів.
Позитивною особливістю гербіцидів на основі сульфонілсечовини є їхня здатність до синергізму з речовинами інших хімічних класів, наприклад, такими як дикамба і похідні феноксиоцтової кислоти (2,4-Д, 2М-4Х та їхні аналоги) та ін. Ефект синергізму дає змогу досягти високого рівня технічної ефективності, а також зменшити антропогенне навантаження на навколишнє середовище і вірогідність накопичення залишків гербіцидів у грунті. Той факт, що сульфонілсечовини використовують у дуже малих кількостях, з одного боку, є їхньою незаперечною перевагою, проте, з другого — свідчить про їхню високу токсичність для забур’янених посівів культурних рослин. Виникає питання про їхній можливий негативний вплив на наступні культури сівозміни. З цього приводу точаться гострі дискусії.
Наприклад, залишкові кількості метсульфурон-метилу у грунті проявляють негативний вплив за висівання гречки, ріпаку, буряків, проса, сорго, льону, соняшнику. Навпаки, препарати на основі трибенурон-метилу не мають післядії на наступні культури сівозміни. Протягом вегетаційного сезону другою культурою можна висівати сою, овочеві і т. д. Тобто, попри однаковий механізм дії, діючі речовин із цього класу мають неоднакову тривалість розкладання в грунті, зокрема у різних типах грунтів. Дослідники виділяють такі діючі речовини з найдовшою післядією: хлорсульфурон, метсульфурон-метил, триасульфурон, тритосульфурон, сульфметурон-метил, просульфурон і римсульфурон. Російські вчені наводять дані про те, що такі сполуки, як хлорсульфурон, триасульфурон, метсульфурон-метил, досить швидко розкладаються в умовах кислого середовища, тоді як у нейтральних і лужних грунтах зберігаються тривалий час і чинять негативний вплив на наступні культури сівозміни.
Таким чином, використання зазначених сполук в умовах чорноземної зони України, особливо в зоні Степу, може викликати серйозні проблеми. Варто відзначити, що дослідники фіксували відсутність післядії хлорсульфурону і метсульфурон-метилу тільки за їхнього використання в нормах, що не перевищують 10 г/га. Вчені відділу гербології ВНДІФ (Всеросійського науково-дослідного інституту фітопатології) під час проведення досліджень на чорноземних, дерново-підзолистих і каштанових грунтах виявляли нерівномірність висоти посівів чутливих культур («хвилі») та інші візуальні ознаки пригнічення (пожовтіння і деформація листків, викривлення стебел) у місцях перекриття зон за обробки гербіцидами на основі сульфонілсечовини. Для запобігання передозування препаратів цієї групи слід ретельно перевірити стан обприскувача перед роботою, а по її завершенні вимити бак обприскувача водою із додаванням речовин, що підвищують рівень рН, наприклад, гіпохлориту натрію (25 г/100 л води), аміаку (30 г/100 л води), карбонату натрію (250 г/100 л води). Серед прихованих ознак токсичного впливу післядії хлорсульфурону, триасульфурону, метсульфурон-метилу дослідники виділяють потоншання стебел, зменшення листкових пластинок і зав’язі, що може викликати втрати врожаю цукрових буряків, ріпаку, гречки або соняшнику на рівні від 15–25 до 72–94%, а в окремих випадках спостерігалася навіть повна загибель культурних рослин. Тому масове застосування зазначених вище гербіцидів нового покоління має супроводжуватися не тільки моніторинговими спостереженнями за їхніми залишками в грунті, а й застосуванням низки агрозаходів щодо запобігання та зниження негативного впливу післядії похідних сульфонілсечовини в сівозміні.
Як зменшити шкоду від гербіцидів?
Для мінімалізації негативного впливу післядії сульфонілсечовинних гербіцидів потрібно насамперед правильно дібрати їхній асортимент з урахуванням грунтово-кліматичних умов і особливостей чутливих культур. Найдоступнішим ефективним способом зниження негативного впливу післядії похідних сульфонілсечовини є плодозміна, тобто висів стійких до цих препаратів культур через рік після їхнього застосування. Наступного року після використання однокомпонентних персистентних гербіцидів цього класу рекомендовано висівати зернові по зернових. Похідні хлорсульфурону доцільно застосовувати лише один раз за ротацію сівозміни.
Застосовувати гербіциди на основі сульфонілсечовини в максимально рекомендованих нормах слід лише в разі крайньої потреби: за сильної засміченості, наявності середньочутливих або перерослих бур’янів тощо. За оптимальної вологості грунту, температури і домінування чутливих видів бур’янів краще використовувати ці препарати з мінімальними або середніми нормами витрати. Заслуговує на увагу застосування персистентних гербіцидів на основі сульфонілсечовин у бакових сумішах із 2,4-Д, 2М-4Х, що зменшує ймовірність виникнення резистентності до них у бур’янів і дає можливість скоротити норми витрати кожного компонента суміші у два-три рази. Зменшити норму витрати препаратів похідних сульфонілсечовин можна і шляхом спільного їхнього використання з поверхнево-активними речовинами (ПАР) або азотними добривами, в результаті чого виникає явище синергізму, або ж шляхом застосування цих препаратів у чистому вигляді в ранні терміни, коли бур’яни найчутливіші до дії гербіцидів.
Для зниження післядії препаратів на основі сульфонілсечовин їх слід вносити на озимих зернових не навесні, а восени, що збільшує час для деградації препаратів. У розв’язанні цієї проблеми безсумнівний інтерес для виробничників становить використання сучасної препаративної форми сульфонілсечовинних гербіцидів — олійно-дисперсної формуляції, яка містить діючі речовини, дисперговані у спеціальний комплекс похідних олії та прилипача. За традиційних формуляцій гербіцидів втрати їх від стікання з обробленої поверхні становлять до 50%. Краплі МД-формуляції не відскакують від листя і не стікають, а прилипають до них і вступають у взаємодію з поверхнею листя. Це забезпечує скорочення непродуктивних втрат препаратів від стікання з листя і змивання опадами, що істотно зменшує їхнє попадання в грунт і знижує ймовірність післядії.
Зменшити післядію гербіцидів — похідних сульфонілсечовини можна шляхом обробітку після збирання зернових пожнивних злакових культур на зелене добриво, проведення полицевої оранки з передплужником на глибину не менше ніж 15 см.
Будь-який фактор, що діє на мікробіологічну активність, впливає на ступінь розпаду імідазолінонів. Грунтові фактори: тип грунту та його текстура, вологість, температура і pH. Достатня кількість вологи (>200 мм) у часовому проміжку від моменту застосування препарату до висіву наступної культури в сівозміні підвищує мікробіологічну деградацію діючої речовини. Розпад посилюється за кількості вологи, наближеної до величини повної грунтової вологоємності. Холодні погодні умови під час вегетації уповільнюють мікробіологічну активність, відповідно, і мікробіологічний розпад знижується.
Наприклад, діючі речовини гербіциду Євро-Лайтнінг® починають розпадатися в грунті за температури понад 10°С, і за її підвищення процес прискорюється. Післядія гербіциду Євро-Лайтнінг® посилюється зі зниженням pH у грунті: що нижчий його коефіцієнт, то вищий ризик післядії. Якщо між застосуванням гербіциду та висівом наступної культури випало недостатньо опадів, то розпад гербіциду в грунті може бути неповним, як було вже описано вище. За недостатньої кількості опадів для вирощування культури їх також буде недостатньо для мікробного розкладання діючих речовин препарату. Тривалий період ненормально низьких температур також може уповільнити розпад цього гербіциду та збільшити ризик для наступної чутливої культури у сівозміні. Користь дії на подальші хвилі бур’янів єдиної гербіцидної обробки обмежується дією на наступні культури в сівозміні, тому дуже важливо враховувати обмеження в сівозміні після застосування гербіциду Євро-Лайтнінг®.
Застосування гербіцидів класу симетричних триазинів, які, своєю чергою, мають у своєму складі діючу речовину атразин (наприклад Примекстра Голд 720 SC) та прометрин (Гезагард 500 FW, Прометрекс 50), найефективніші в посівах кукурудзи. Вони порівняно слабо розчиняються у воді, тому довго перебувають у грунті і тривало діють на бур’яни (понад 12 місяців), що може спричинити господарські збитки у разі висівання уразливих до залишкового впливу препаратів культур у ланці сівозміни. Найчутливіші до симетричних триазинів цукрові буряки, кормові коренеплоди, овочеві, пшениця, ячмінь, люцерна, конюшина. У зв’язку з цим доцільне внесення таких гербіцидів на ділянках беззмінної культури кукурудзи. Гербіциди класу сульфонілсечовини з діючими речовинами: амідосульфурон (наприклад Аркан 75 WG, Гроділ Максі 375 ОD), йодсульфурон-метил (Гроділ Максі 375 ОD, МайсТер, Мушкет), метсульфурон-метил (наприклад, Хлібодар, Ларен Про 60, Гербілан, Магнум та їхні аналоги), просульфурон (Пік 75 WG) та тифенсульфорон-метил (Гранстар Голд 75, Хармоні 75, Калібр) швидко поглинаються корінням і листками бур’янів та нетоксичні для тварин і людини. У рік застосування препаратів із цієї групи допускається пересівання лише зерновими. Препарати групи сульфонілсечовини (Хармоні та його аналоги) забороняється використовувати два роки поспіль, а також за рH грунту ≥ 7. Препарати з діючою речовиною ацетохлор (Трофі 90, Харнес та їхні аналоги), класу аміди і нітрили аліфатичних карбонових кислот застосовують як грунтові препарати контактної дії. За виникнення несприятливих умов для дії препаратів (мала кількість опадів, грудкуватість поля, препарат внесено без загортання) вони довгий час зберігають свої фізичні властивості.
Справляти фітотоксичну дію тривалий час здатні не всі гербіциди. Наприклад, фосфорорганічні препарати із діючою речовиною ізопропіламінна сіль гліфосату (Раундап, Напалм, Клінік Дуо та їхні аналоги) в грунті дуже швидко інактивуються мікроорганізмами або утворюють хелати із важкими металами та адсорбуються грунтовими частками — в грунті вони інертні. Низка факторів впливає на післядію гербіцидів або підсилює їхню дію: розкладання пестицидів мікроорганізмами; хімічний їхній розпад; адсорбція грунтовими колоїдами; вимивання (вилуження); леткість; фотохімічний розпад; винесення залишків пестицидів із поля з урожаєм с.-г. культур.
Післядія гербіцидів підсилюється у разі, коли використання пестицидів (які зберігають довгий час біологічну активність у грунті) здійснюється на важких запливних грунтах із нейтральним або лужним середовищем, у пізні строки, за посухи.
Більшість гербіцидів, що нині використовуються у сільському господарстві, не мають негативного впливу на наступні культури у сівозміні, проте за виникнення потреби пересівання озимих культур навесні слід врахувати небезпеку токсичної післядії залишкових кількостей низки препаратів, застосовуваних восени. Науковці на основі проведених досліджень розробили рекомендації щодо можливостей пересівання сільськогосподарських культур після загибелі озимих зернових або озимого ріпаку залежно від гербіцидів, які використовували восени на їхніх посівах.
Не варто забувати про залежність динаміки розкладання гербіцидів у грунті від комплексу факторів (вологості, рН та температури грунту, способів його обробітку та багатьох інших), що утруднює формування достовірного прогнозу щодо фітотоксичності препаратів для наступної культури. Зокрема, післядія посилюється за умов застосування препаратів у максимальних нормах витрати, а також за сухих погодних умов після обробок ними, коли розкладання діючої речовини гербіциду відбувається повільно. Тому у разі сумніву краще висівати багатокомпонентні сумішки культурних рослин, а підсівання проводити сівалками з дисковими сошниками.
Висновки
Таким чином, фітотоксична післядія залежить від властивостей грунту: механічного складу, кислотності, вмісту гумусу, вологості, температури, а саме умов, що визначають швидкість розкладання препарату в грунті. Значення грунтового рН особливо важливі для виявлення післядії пестицидів: його високі значення сприяють уповільненню швидкості розкладання гербіцидів, відповідно збільшуючи вірогідність післядії.
Для оцінки фітотоксичності пестицидів здебільшого використовують величину ЛД50, яка характеризує концентрацію препарату в грунті, що знижує біомасу рослин, порівняно з контролем, на 50%. На практиці за критерій, що визначає придатність грунту із залишками препаратів до висівання наступної культури, використовують гранично допустиму його концентрацію за фітотоксичним показником (ФП), за якої практично відсутня дія препарату на культуру. Залежність фітотоксичності та післядії препаратів від грунтово-кліматичних умов обумовлює потребу диференціювання їхніх показників відповідно до культур, типу грунту і регіонів, що відрізняються кліматичними умовами.
І.Сторчоус, канд. с.-г. наук