Борьба с сорняками — это тип борьбы с вредителями , при котором предпринимаются попытки остановить или сократить рост сорняков , особенно вредных , с целью снижения их конкуренции с желаемой флорой и фауной, включая одомашненные растения и домашний скот , а в естественных условиях — предотвращения конкуренции неместных видов с местными видами. [1]
Борьба с сорняками важна в сельском хозяйстве . Методы включают ручную обработку мотыгами , механизированную обработку культиваторами , удушение мульчей , летальное увядание при высокой температуре, сжигание и химический контроль гербицидами ( средствами от сорняков ).
Сорняки конкурируют с продуктивными культурами или пастбищами. Они могут быть ядовитыми, неприятными на вкус, производить колючки, шипы или иным образом мешать использованию и управлению желаемыми растениями, загрязняя урожай или мешая скоту.
Сорняки конкурируют с культурами за пространство, питательные вещества , воду и свет. Более мелкие, медленно растущие саженцы более восприимчивы, чем те, которые крупнее и энергичнее. Лук является одним из самых уязвимых, потому что он медленно прорастает и дает тонкие, вертикальные стебли [ необходима ссылка ] . Напротив, конские бобы дают крупные саженцы и страдают гораздо меньше от других последствий, кроме периодов нехватки воды в решающее время, когда стручки заполняются [ необходима ссылка ] . Пересаженные культуры, выращенные в стерильной почве или горшечном компосте, получают фору перед прорастающими сорняками.
Сорняки также различаются по своей конкурентоспособности в зависимости от условий и сезона. Высокорослые энергичные сорняки, такие как марь белая ( Chenopodium album ), могут оказывать наиболее выраженное воздействие на соседние культуры, хотя сеянцы мари, которые появляются в конце лета, дают только небольшие растения. Звездчатка средняя ( Stellaria media ), низкорослое растение, может успешно сосуществовать с высокой культурой летом, но растения, которые перезимовали, будут быстро расти ранней весной и могут затопить культуры, такие как лук или весеннюю зелень. [ необходима цитата ]
Наличие сорняков не обязательно означает, что они наносят вред урожаю, особенно на ранних стадиях роста, когда и сорняки, и урожай могут расти без помех. Однако по мере роста каждый из них начинает требовать больше воды и питательных веществ. Оценки показывают, что сорняк и урожай могут гармонично сосуществовать около трех недель, прежде чем конкуренция станет существенной. Одно исследование показало, что после начала конкуренции конечный урожай луковых луковиц снижался почти на 4% в день. [2]
Многолетние сорняки с луковичками , такие как малый чистотел и оксалис , или с устойчивыми подземными стеблями, такие как пырей ползучий ( Agropyron repens ) или лютик ползучий ( Ranunculus repens ), сохраняют запасы пищи и, таким образом, способны сохраняться в засуху или в течение зимы. Некоторые многолетние растения, такие как пырей ползучий, выделяют аллелопатические химикаты, которые подавляют рост других близлежащих растений. [3]
Сорняки также могут быть хозяевами вредителей и болезней, которые могут распространяться на возделываемые культуры. Горчица и пастушья сумка могут переносить килу , нематода может быть укрыта в мокрице, толстоножке и пастушьей сумке, в то время как вирус огуречной мозаики , который может опустошить семейство тыквенных , переносится целым рядом различных сорняков, включая мокрицу и крестовник.
Вредители, такие как совки, могут сначала атаковать сорняки, а затем переходить на возделываемые культуры.
Некоторые растения некоторые фермеры считают сорняками, а другие — культурами. Горчица , распространенный сорняк на юго-востоке США , является сорняком по мнению производителей пропашных культур, но ценится пчеловодами , которые ищут места, где она цветет всю зиму, обеспечивая таким образом пыльцой медоносных пчел и других опылителей . Ее цветение выдерживает все, кроме очень сильных заморозков, и восстанавливается после их окончания.
Однолетние и двулетние сорняки, такие как мокрица , однолетняя луговая трава, пастушья сумка , крестовник , куропатка , подмаренник , вероника и горький сурепка , размножаются семенами . Многие производят огромное количество семян несколько раз за сезон, некоторые круглый год. Крестовник может производить 1000 семян и может продолжать в течение всей мягкой зимы, в то время как ромашка без запаха производит более 30 000 семян на растение. Не все из них прорастают сразу , а в течение нескольких сезонов, иногда годами находясь в состоянии покоя в почве, пока не попадет на свет. Семена мака могут жить 80–100 лет, мак — 50 или более. На квадратном футе или квадратном метре земли может быть много тысяч семян, поэтому любое нарушение почвы приведет к появлению свежих всходов сорняков.
Самые стойкие многолетние растения распространяются подземными ползучими корневищами , которые могут вырасти заново из крошечного фрагмента. К ним относятся пырей ползучий , вьюнок , бузина , крапива , иван-чай, японский горец , хвощ и папоротник , а также ползучий чертополох , чьи стержневые корни могут выпускать боковые корни. Другие многолетние растения выпускают побеги, которые распространяются по поверхности почвы . По мере того, как они ползут, они укореняются, что позволяет им колонизировать голую землю с большой скоростью. К ним относятся ползучий лютик и земляной плющ . Еще одна группа многолетних растений размножается столонами — стеблями, которые изгибаются обратно в землю для повторного укоренения. Самый известный из них — ежевика .
Планы борьбы с сорняками обычно состоят из многих методов, которые делятся на биологические, химические, культурные и физико-механические. [4]
В домашних садах методы борьбы с сорняками включают покрытие участка земли материалом, который создает неподходящую среду для роста сорняков, известным как коврик для сорняков . Например, несколько слоев мокрой газеты не дают свету достигать растений под ними, что приводит к их гибели.
В случае черного пластика парниковый эффект убивает растения. Хотя черная пластиковая пленка эффективна для предотвращения сорняков, которые она покрывает, сложно добиться полного покрытия. Искоренение стойких многолетних растений может потребовать, чтобы пленки оставались на месте по крайней мере в течение двух сезонов. [ необходима цитата ]
Говорят, что некоторые растения производят корневые экссудаты, которые подавляют травянистые сорняки. Tagetes minuta , как утверждается, эффективен против пырея и бузины пятнистой, [5] в то время как бордюр из окопника также, как говорят, действует как барьер против вторжения некоторых сорняков, включая пырей. 5–10-сантиметровый (2,0–3,9 дюйма) слой древесной щепы предотвращает прорастание некоторых сорняков.
Гравий может служить неорганической мульчей.
Орошение иногда используется в качестве меры борьбы с сорняками, например, на рисовых полях , чтобы уничтожить все растения, кроме водоустойчивого риса.
.jpg/1280px-Weeding_(499719425).jpg)
Многие садоводы до сих пор удаляют сорняки вручную, выдергивая их из земли, стараясь при этом не задеть корни, которые в противном случае дадут возможность некоторым из них снова прорасти.
Удаление листьев и стеблей сорняков мотыгой сразу после их появления может в конечном итоге ослабить и уничтожить многолетние растения, хотя это потребует настойчивости в случае таких растений, как вьюнок. С заражением крапивой можно бороться, подрезая ее не реже трех раз в год, повторяя эту процедуру в течение трех лет. С ежевикой можно бороться аналогичным образом.
Весьма успешной, в основном ручной, программой по удалению сорняков на естественных кустарниковых землях стала борьба с морским молочаем , проводимая группами по удаленным районам морского молочая в Тасмании . [6]
Вспашка включает в себя обработку почвы, межкультурную вспашку и летнюю вспашку. Вспашка вырывает сорняки с корнем, заставляя их погибнуть. Летняя вспашка также помогает уничтожать вредителей.
Механическая обработка почвы с использованием различных типов культиваторов позволяет удалять сорняки вокруг сельскохозяйственных культур на разных этапах процесса роста.
Aquamog , уборщик водорослей , можно использовать для удаления водорослей , покрывающих водоем. [7]
Бороться с сорняками можно несколькими термическими методами.
Прополка огнем использует пламя на расстоянии нескольких сантиметров/дюймов от сорняков, чтобы опалить их, давая им внезапный и сильный нагрев. [8] Целью прополки огнем является не обязательно сжигание растения, а скорее смертельное увядание путем денатурации белков в сорняке. Аналогично, прополка горячим воздухом может нагревать семена до такой степени, что они разрушаются. Прополка огнем может сочетаться с такими методами, как застойные грядки (подготовка и полив грядки на ранней стадии, затем уничтожение зарождающегося урожая сорняков, который прорастает из нее, затем посев семян урожая) и довсходовое пламенное опаление (проход пламени против всходов сорняков после посева семян урожая, но до того, как эти всходы появятся из почвы — промежуток времени, который может составлять дни или недели).
Горячая пена вызывает разрыв клеточных стенок, что убивает растение. Сжигатели сорняков быстро нагревают почву и уничтожают поверхностные части растений. Семена сорняков часто устойчивы к теплу и даже реагируют усилением роста на сухое тепло.
С 19 века стерилизация паром почвы использовалась для полной очистки почвы от сорняков. Результаты ряда исследований подтверждают высокую эффективность влажного тепла против сорняков и их семян. [9]
Соляризация почвы в некоторых случаях очень эффективна для устранения сорняков, сохраняя траву. Посаженная трава, как правило, имеет более высокую устойчивость к теплу/влаге, чем нежелательные сорняки. [ необходима цитата ]
В точном земледелии новые сельскохозяйственные роботы и машины могут использовать лазеры для борьбы с сорняками, что называется «лазерной прополкой». [10] Их преимущества могут включать «более здоровые культуры и почву , снижение использования гербицидов и снижение затрат на химикаты и рабочую силу». [10]
В 1998 году дебютировала Австралийская инициатива по устойчивости к гербицидам. собрала пятнадцать ученых и технических сотрудников для проведения полевых обследований, сбора семян, тестирования на устойчивость и изучения биохимических и генетических механизмов устойчивости. Сотрудничество с DuPont привело к обязательной программе маркировки гербицидов, в которой каждый способ действия четко идентифицируется буквой алфавита. [11]
Ключевым нововведением Австралийской инициативы по устойчивости к гербицидам стало сосредоточение внимания на семенах сорняков. Семена райграса сохраняются в почве всего несколько лет, поэтому, если фермеры смогут предотвратить появление новых семян, количество ростков будет уменьшаться с каждым годом. До появления нового подхода фермеры непреднамеренно помогали семенам. Их комбайны отделяют семена райграса от стеблей и разбрасывают их по полям. В середине 1980-х годов несколько фермеров прицепили крытые прицепы, называемые «тележками для мякины», позади своих комбайнов, чтобы собирать мякину и семена сорняков. Собранный материал затем сжигают. [11]
Альтернативой является концентрация семян в полосу шириной в полметра, называемую валком , и сжигание валков после сбора урожая, уничтожая семена. С 2003 года сжигание валков было принято примерно 70% фермеров в Западной Австралии. [11]
Еще один подход — это Harrington Seed Destructor, представляющий собой адаптацию угольной мельницы-клетки, которая использует стальные прутки, вращающиеся со скоростью до 1500 об/мин. Он сохраняет весь органический материал в поле и не вызывает сгорания, но убивает 95% семян. [11]
Другой ручной метод — « залежавшаяся грядка », которая подразумевает обработку почвы, а затем оставление ее под паром на неделю или около того. Когда первые сорняки прорастают, фермер слегка выпалывает их мотыгой перед посадкой желаемой культуры. Однако даже свежерасчищенная грядка восприимчива к семенам, переносимым по воздуху из других мест, а также к семенам, переносимым проходящими животными на своей шерсти или с импортным навозом .
Заглубленное капельное орошение подразумевает заглубление капельной ленты в подпочву около грядки, тем самым ограничивая доступ сорняков к воде, а также позволяя культурам получать влагу. Это наиболее эффективно в засушливые периоды. [12]
Чередование культур с теми, которые убивают сорняки, заглушая их, такими как конопля , [13] Mucuna pruriens и другие культуры, может быть очень эффективным методом борьбы с сорняками. Это способ избежать использования гербицидов и получить выгоды от севооборота .
Биологический режим контроля сорняков может состоять из биологических агентов контроля , биогербицидов , использования пасущихся животных и защиты от естественных хищников. [14] После распространения, хищники семян сорняков, такие как жужелицы и мелкие позвоночные, могут существенно способствовать регулированию сорняков, удаляя семена сорняков с поверхности почвы и, таким образом, уменьшая размер семенного банка. Несколько исследований предоставили доказательства роли беспозвоночных в биологическом контроле сорняков [15] [16]
Компании, использующие коз для контроля и искоренения молочая , василька и других токсичных сорняков, распространились по всему американскому Западу . [17]
Описанные выше методы борьбы с сорняками не используют или используют очень ограниченное количество химических веществ. Их предпочитают садоводы или фермеры, занимающиеся органическим земледелием .
Однако борьба с сорняками может также осуществляться с помощью гербицидов. Селективные гербициды убивают определенные цели, оставляя желаемую культуру относительно невредимой. Некоторые из них действуют, вмешиваясь в рост сорняков, и часто основаны на фитогормонах . Гербициды обычно классифицируются следующим образом: [ необходима цитата ]
В сельском хозяйстве обычно требуются крупномасштабные и систематические процедуры, часто с применением машин, таких как большие плавающие распылители жидких гербицидов, или с помощью авиаопрыскивания .
Предполагается, что они, вероятно, оказывают несколько существенных пагубных воздействий (например, на почвы, здоровье и насекомых) [18] [19] [20] – что может частично объяснить разработку альтернатив, описанных здесь – и существуют также систематические процедуры с использованием гербицидов, которые оказывают меньшее воздействие, такие как роботы и машины, которые вносят небольшие количества с высокой точностью . [21] [22]
Органический контроль сорняков подразумевает все, что угодно, кроме применения промышленных химикатов. Обычно для достижения удовлетворительного контроля используется комбинация методов.
В некоторых случаях сера допускается стандартами Британской почвенной ассоциации .
Метод Брэдли по восстановлению кустарников использует экологические процессы для выполнения большей части работы.
Многолетние сорняки также размножаются семенами; семена одуванчика и иван -чая разлетаются по воздуху далеко и широко. Одуванчик и щавель также пускают глубокие стержневые корни , которые, хотя и не распространяются под землей, способны прорастать из любого оставшегося в земле кусочка.
Один из методов поддержания эффективности отдельных стратегий заключается в их объединении с другими, которые работают совершенно по-другому. Таким образом, управление семенами было объединено с гербицидами. В Австралии управление семенами было эффективно объединено с трифлуралином и клетодимом. [11]
Резистентность возникает, когда целевой вид растения не реагирует на химикат, который ранее использовался для его контроля. Утверждалось, что чрезмерная зависимость от гербицидов наряду с отсутствием каких-либо профилактических или других агротехнических приемов привела к эволюции и распространению сорняков, устойчивых к гербицидам. [23] [24] Увеличение числа сорняков , устойчивых к гербицидам, по всему миру привело к предупреждениям о необходимости сокращения частого использования гербицидов с тем же или похожим механизмом действия и комбинирования химикатов с другими методами борьбы с сорняками; это называется «Комплексная борьба с сорняками». [25]
Устойчивость к гербицидам недавно стала критической проблемой, поскольку многие австралийские фермеры, занимающиеся овцеводством, перешли на выращивание исключительно пшеницы на своих пастбищах в 1970-х годах. На пшеничных полях введенные разновидности райграса , хотя и хороши для выпаса овец, являются интенсивными конкурентами пшеницы. Райграс производит так много семян, что, если их не контролировать, они могут полностью задушить поле. Гербициды обеспечили отличный контроль, одновременно уменьшая разрушение почвы из-за меньшей необходимости вспахивать ее. Менее чем через десятилетие райграс и другие сорняки начали вырабатывать устойчивость. Австралийские фермеры снова эволюционировали и начали диверсифицировать свои методы. [11]
В 1983 году участки райграса стали невосприимчивы к Hoegrass, семейству гербицидов, которые ингибируют фермент, называемый ацетилкофермент А- карбоксилазой . [11]
Популяции райграса были большими и имели существенное генетическое разнообразие, потому что фермеры высаживали много сортов. Райграс перекрестно опыляется ветром, поэтому гены часто перемешиваются. Фермеры опрыскивали недорогим хеграссом год за годом, создавая селекционное давление, но разбавляли гербицид, чтобы сэкономить деньги, увеличивая выживаемость растений. Хеграсс в основном был заменен группой гербицидов, которые блокируют ацетолактатсинтазу , чему снова способствовала плохая практика применения. Райграс развил своего рода «перекрестную устойчивость», которая позволила ему быстро разрушать различные гербициды. Австралийские фермеры потеряли четыре класса гербицидов всего за несколько лет. По состоянию на 2013 год только два класса гербицидов, называемые фотосистемой II и ингибиторами длинноцепочечных жирных кислот , стали последней надеждой. [11]
На международном уровне общества по борьбе с сорняками помогают сотрудничать в области науки о сорняках и управления ими. В Северной Америке Американское общество по борьбе с сорняками (WSSA) было основано в 1956 году и публикует три журнала: Weed Science , Weed Technology и Invasive Plant Science and Management. В Великобритании Европейский совет по исследованию сорняков был основан в 1958 году и позже расширил сферу своей деятельности под названием Европейское общество по исследованию сорняков [26] [27] Главный журнал этого общества — Weed Research. [28] Кроме того, Совет Австралазийского общества по борьбе с сорняками (CAWS) [29] служит центром информации об австралийских сорняках, в то время как Новозеландское общество по защите растений (NZPPS) содействует обмену информацией в Новой Зеландии. [30]
Стратегическое управление сорняками — это процесс управления сорняками в районном, региональном или национальном масштабе. В Австралии первые опубликованные стратегии управления сорняками были разработаны в Тасмании, [31] Новом Южном Уэльсе [32] и Южной Австралии в 1999 году, [33] за которыми последовала Национальная стратегия по сорнякам в 1999 году. [34] [35]
{{cite web}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link){{cite book}}: CS1 maint: others (link)