Методы и средства защиты растений
Пестициды - группа химических и биологических соединений и препаратов, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений и животных, сорными растениями, вредителями сельскохозяйственной продукции, для регулирования роста растений, предуборочного удаления листьев и подсушивания растений.
Агрохимикаты - удобрения, химические мелиоранты, кормовые добавки, предназначенные для питания растений, регулирования плодородия почв и подкормки животных [27].
В агрономии пестициды применяют для защиты сельскохозяйственных культур, которые необходимо защищать от вредителей, болезней, и сорной растительности. Пестицидами обрабатывают защищаемые растения, при обработке они попадают на почву и могут циркулировать в воздухе и в воде, также пестициды взаимодействуют с живыми объектами. Поэтому при их применении необходимо обладать рядом знаний по другим дисциплинам, чтобы не навредить, а улучшить условия для произрастания сельскохозяйственных культур. И, наконец, стойкие пестициды могут попадать в организм человека, как при проведении работ, так и с пищей или из окружающей среды.
Таблица 2.1. - Сравнительная оценка пестицидов
| Название пестицида | Показатели для сравнения | |||||
| Токсичность для теплокровных животных и человека | Токсичность для пчел и полезных насекомых | Период сохранения в объектах среды | Токсичность для вредного организма (стадия развития) | Способ проникновения пестицида | Побочные действия | |
| Инсектициды | ||||||
| 1.Би-58,Новый | Сильно токсичен | Высоко опасен | 25-30 | Личинка | Опрыскивание | - |
| 2.Домадин | Сильно токсичен | Высоко опасен | 25-30 | Личинка | Опрыскивание | - |
| 3.Фосфамид | Сильно токсичен | Высоко опасен | 25-30 | Личинка | Опрыскивание | - |
| Фунгициды | ||||||
| 1.Фундазол | Малотоксичен | Не опасен | 15-20 | Пыльная головня | Протравливание | - |
| 2.Дивидент | Среднетоксичен | Малоопасен | 15-20 | Пыльная головня | Протравливание | - |
| 3.Фенофарм-Экстра | Среднетоксичен | Малоопасен | 15-20 | Пыльная головня | Протравливание | - |
| Гербициды | ||||||
| 1.Корсар | Среднетоксичен | Малоопасен | 15-20 | В фазу кущения овса | Опрыскивание | - |
| 2.Банвел | Малотоксичен | Не опасен | 15-20 | 2-4 наст. листьев | Опрыскивание | - |
| 3.Дианат | малотоксичен | Не опасен | 15-20 | 2-4 наст. листьев | Опрыскивание | - |
Многочисленные объекты воздействия пестицидов, широкий ассортимент препаратов и разнообразие их химического строения обусловливает различные способы классификации пестицидов.
Классификация по объекту применения. Она делит пестициды на группы с учетом объекта, для борьбы с которым они применяются.
Классификация по химическому строению. Она разделяет пестициды на группы, сходные по химическому строению и назначению. Чаще всего это различные производные одного химического соединения.
Опрыскивание является основным методом применения средств защиты растений. При приготовлении рабочей жидкости препараты разбавляются водой. При ультрамалообъемном опрыскивании используют жидкие препараты, содержащие неиспаряющиеся растворители, а при малообъемном рекомендуется добавлять в рабочую жидкость антииспарители.
Защита посевов зерновых культур от сорной растительности и сведение её вредоносности к минимуму – одна из основных проблем земледелия Западной Сибири, где потенциальные потери выращенного урожая от сорняков ежегодно достигают до 25-30 %. В реальном выражении недобор зерна только в Омской области оценивается ежегодно не менее 500-600 тыс. тонн, или до 2-2,5 млрд. рублей, в Западно-Сибирском регионе – до 3-4 млн. тонн зерна.
Уничтожение и максимальное подавление сорной растительности на всех этапах выращивания зерновых культур, при бессистемном применении агротехнических и химических средств борьбы с сорняками, малоэффективно и приводит к повышению затрат зернового производства, особенно при вынужденном применении двухфазного способа уборки. Это увеличивает сроки её проведения, затраты ГСМ и способствует значительным потерям продукции при уборке урожая в позднеосенний период.
Сложность борьбы с сорной растительностью возрастает из-за её многовидового состава и биологических особенностей. Только в Омской области в видовом составе насчитывается наиболее распространённых более 180 видов сорных растений, особенно в центральной и северной половине области и менее – в степной. Обычно в конкретных агроценозах зерновых культур в сибирских условиях наиболее часто встречается около 10-15 различных видов, из них 3-4 – преобладающих. С продвижением в северные районы возрастает разнообразие сорного компонента, численность, крупность и всхожесть семян сорняков в верхнем слое почвы [27].
Сорняки являются основными конкурентами культурных растений в потреблении воды, элементов питания, освещенности агроценоза. При высокой засоренности посевов зерновых сорняки, из-за повышенного водопотребления, расходуют в отдельные периоды вегетации влаги в 1,5-2 раза больше культурных растений, что особенно губительно в засушливых условиях при дефиците атмосферных осадков в первой половине вегетации.
Современные агроэкосистемы зерновых культур по сравнению с устойчивыми природными биоценозами характеризуются слабой защищенностью и пониженной способностью противостоять антагонистическим объектом, в том числе и сорнякам в силу их высокой эволюционной приспособляемости к условиям местообитания [27].
Вредоносность сорного компонента в агрофитоценозе посевов зерновых культур в конечном итоге оборачивается не только значительным снижением урожайности зерна, но затратностью уборки и подработки урожая, ухудшением его качества. Экономические пороги вредоносности (ЭПВ) во многом определяются видовым разнообразием сорняков, степенью их развития и численностью. Для большинства однолетних видов порог вредоносности составляет 20-25 шт/м2, овсюга – 10-16, куриного проса – 40-50, щетинника – 100-125, а корнеотпрысковых – только 2-4 розетки на м2. В развитых европейских странах, США порогом вредоносности принято считать наличие только 5-15 растений сорняков на квадратном метре посевов зерновых. За последние 5-10 лет в области особую опасность и вредоносность представляет сорнополевое просо имеющего вредоносность в 1,5-2,0 раза выше, чем у овсюга, потери урожая зерна только на 1 растение достигают 9-10 кг/га. Значимы и возрастают потери зерна, особенно в южных районах, от корнеотпрысковых сорняков, в том числе от молочая Вальдштейна трудноистребимого даже при паровой обработке почвы.
Более упрощённой оценкой начальной стадии порога вредоносности посевов и снижения урожайности служит показатель наличия 10 % биомассы сорняков от общей надземной массы агрофитоценоза. Данная степень засоренности посевов сегодня отмечается на всей площади посевов зерновых культур в рядовых хозяйствах региона.
Разделяют следующие методы защиты растений [22]:
1) Агротехнический метод состоит в применении научно-обоснованных севооборотов, систем обработки почвы и внесения удобрений, в подготовке посевного материала и выборе сортов растений, устойчивых к болезням и вредителям.
2) Биологический метод состоит в применении против вредителей, болезней и сорной растительности их естественных врагов и бактериальных препаратов.
3) Физический метод состоит в применении физических эффектов (высоких и низких температур, ультразвука, ТВЧ и др.), повышающие жизненные силы растений и угнетающих вредителей и болезни.
4) Химический метод состоит в применении химических веществ против вредителей, болезней и сорной травы.
Способы химической защиты растений:
- протравливание семян перед посевом;
- опрыскивание посевов;
- опыливание посевов;
- обработка аэрозолями посевов, теплиц, зернохранилищ и животноводческих помещений.
Классификация опрыскивателей:
1) По назначению:
а) специальные - обрабатывают одну культуру (хлопчатник, хмельники, виноградники);
б) универсальные – обрабатывают посевы нескольких культур.
2) По способу соединения с трактором:
а) прицепные;
б) полунавесные;
б) навесные;
б) монтируемые.
3) По типу распыливающе-распределительного устройства:
а) штанговые;
б) вентиляторные;
б) комбинированные (штанго-вентиляторные).
4) По степени дисперсности распыла и нормам внесения:
а) полнообъёмные;
б) малообъёмные;
б) ультрамалообъёмные.
Штанговые опрыскиватели являются экономными, имеют большую ширину захвата по сравнению с остальными типами.
За последние годы расширился ассортимент химических средств защиты растений, повысилась их эффективность и, вместе с тем, резко возросли требования к технологии использования и механизации обработок [20].
Для полевых штанговых опрыскивателей характерным является:
- взаимосвязь ширины захвата штанги с типом опрыскивателя, емкостью бака и подачей насоса;
- наличие от двух до семи секций, шарнирно связанных между собой, количество и длина которых зависит от конструктивной ширины захвата и транспортного габарита опрыскивателя;
- исполнение гидрокоммуникаций из коррозийно-стойкой пластмассы, а труб - из нержавеющей стали, смонтированных, как правило, на каркасе и защищенных от повреждений;
- регулирование высоты установки штанги относительно поверхности растений;
- наличие стабилизирующих систем и предохранительных приспособлений, систем регулирования и управления технологическим процессом.
Баки являются одним их главных и ответственных элементов опрыскивателей, т.к. во многом определяют их показатели, в т.ч. по производительности и долговечности. Баки изготавливают из полиэтилена, полиэстера, реже - из нержавеющей стали. Емкость бака, материал и технология изготовления связаны между собой. Баки емкостью до 2000 л, как правило, делают из линейного полиэтилена низкой плотности с термо-стабилизирующими присадками. Для больших емкостей используют полиэстер, который имеет большую механическую прочность.
Наибольшее распространение в штанговых опрыскивателях получили поршневые, мембранно-поршневые и центробежные насосы, реже - роликовые. На опрыскиватели с большой емкостью баков и шириной захвата штанг иногда устанавливают по два насоса: центробежный для дозирования и перемешивания рабочей жидкости и мембранно-поршневой для подачи рабочей жидкости в гидравлическую систему штанги.
Увеличение рабочей скорости и ширины захвата ведет к росту горизонтальных и вертикальных колебаний штанги, неравномерному распределению рабочей жидкости. Для активного выравнивания штанги есть ультразвуковые системы с автоматическим управлением механизмами, которые изменяют положение штанги.
При внесении препарата следует поддерживать правильное соотношение между скоростью передвижения опрыскивателя и нормой расхода препарата на единицу площади. Для этого служат полуавтоматические и автоматические системы настройки и управления технологическим процессом.
За последние годы по ряду причин засоренность полей в Омской области достигла значительных площадей, и потери зерна по этой причине составляют многие сотни тысяч тонн. Так, по оценке СТАЗР, только овсюгом в средней, сильной степени засорено в области более 400 тыс. га, другими мятликовыми видами засорено 700 тыс. га, корнеотпрысковыми – около 1,5 млн. га. Расширение минимальных приёмов обработки почвы способствует сосредоточению семян сорняков в поверхностном (0-10 см) слое, усилению засоренности и вредоносности мятликовых сорняков, а крайний вариант – оставление почвы без рациональной основной обработки повышает засоренность агрофитоценоза в 2-3 раза. После засушливых лет засоренность посевов, как правило, заметно возрастает. Применение удобрений провоцирует нарастание засоренности посевов в 1,5- 2,0 раза, что требует обязательного применения химической прополки посевов [20].
В этой связи, для существенного снижения засоренности посевов при применении менее затратных агроприемов, необходим комплексный подход к решению проблемы снижения влияния сорного компонента на урожайность зерновых культур.
В Западной Сибири возможности эффективной борьбы с сорняками в значительной степени ограничиваются коротким послеуборочным и допосевным периодами. Насыщенность полевых севооборотов южных регионов зерновыми культурами сплошного посева, достигающими более 70 процентов, освоение безотвальных приемов обработки почвы без надлежащего применения средств химизации приводит, как правило, к усилению засоренности агрофитоценоза и повышению отрицательного влияния на культурные растения сорного компонента [20].
При ограниченном применении средств интенсификации, существенно возрастает значение парового поля и влияние качества технологии его подготовки на снижение засоренности посевов зерновых культур.
При качественной и своевременной обработке парового поля можно уничтожить из имеющегося громадного количества семян в слое почвы 0-20 см (до 100-200 млн. шт/га) более 30-40% проростков семян сорняков. При этом общая засоренность посевов яровой пшеницы, размещаемой по пару, снижается обычно в 3-4 раза, а многолетниками – в 10-15 раз. Сокращение парового поля во всех зонах области до 7-10% от площади пашни в настоящее время приводит к повышению засоренности посевов зерновых культур, потерь конечной продукции и снижению выхода высококачественного зерна с 1 га пашни.
Установлено, что сороочищающее значение парового предшественника закономерно прослеживается по мере удаления культуры от пара, количества полей (в том числе и зерновых) в севообороте и зональных особенностей.
Многолетними исследованиями за характером и степенью нарастания в севооборотах сорного компонента установлено, что на замыкающих культурах севооборота с паровым полем доля сорняков в агрофитоценозе достигает 25-38%, а следовательно, потери урожая зерна даже в 5-польных севооборотах (с долей чистого пара 20%) на замыкающих культурах достигают существенных объемов (до 30-40 %).
По степени засоренности культур зернопарового севооборота отмечается четкая закономерность повышения засоренности агрофитоценоза от южных к северным районам области и по мере удаления культуры от пара в 1,7-2,3 раза.
При надлежащем качественном соблюдении технологии возделывания паровых полей существенно снижается, особенно в южных районах, пестицидная нагрузка на посевах 1 и 2-й культурах после пара, однако проблема в полном объеме не решается [20].
Несмотря на комплекс агротехнических мер борьбы с сорняками, на современном этапе обойтись без применения гербицидов проблематично, о чем свидетельствует длительный опыт Сибирского земледелия.
Главным недостатком наземного и авиационного опрыскивания растений являются непроизводительные потери пестицида из-за сноса и испарения мелких (до 50 мкм) капель и стекания на почву более крупных (свыше 150 мкм) с листовой поверхности поражаемых объектов. У серийных опрыскивателей они достигают 30%, авиационной техники – 40-45%, а у вентиляторных опрыскивателей с боковым дутьем – более 70%. И это даже при благоприятных метеорологических параметрах, правильной настойке и регулировке машин.
В России сегодня созданы научно-технические предпосылки для реализации принципиально новых технологий защиты растений с использованием малообъемного (МО), ультрамалообъемного (УМО) и электростатического (ЭО) опрыскивания. Созданы опытные и макетные образцы опрыскивателей, обеспечивающие снижение норм расхода рабочей жидкости с 300-600 до 1-2 л/га и уменьшение норм расхода пестицидов в 2-5 раз за счёт разработки новых способов диспергирования рабочих жидкостей и сепарации мелких капель для исключения сноса их ветром.
Новейшие технические средства в большей мере позволяют уменьшить испарение и снос капель жидкости ветром, улучшить распределение пестицидов по обрабатываемой поверхности, повысить избирательность осаждаемых капель и удержание их на вредных объектах. Становится всё более очевидным экологически насущной задача паспортизации и стандартизации существующих распыляющих устройств по целому ряду параметров. Объемы применения в мире малообъемного опрыскивания постоянно растут в связи с высокими экономическими и экологическими показателями.
В то же время малообъёмные опрыскиватели (АМО) нуждаются в дальнейшем совершенствовании и проведении производственных опытов [20].
Применение ультрамалообъёмного (УМО) метода защиты растений с технико-экономической, ресурсосберегающей и экологической точки зрения имеет несомненную перспективность для Сибирского земледелия.
В настоящее время в Омской и в ряде других областях Сибири осваиваются опрыскиватели с дисковыми вращающимися распылителями отличающиеся новизной конструкции и достаточно высокой эффективностью.
Предлагается усовершенствование штангового опрыскивателя с введением стандартного дискового вращающегося распылителя переоборудованного для подачи высоковольтного напряжения на распыляемый материал, при этом капли получают заряд и лучше оседают на растениях [19].
КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ