Сахарная свёкла: рН воды и эффективность бетаналов

Бетаналы в кислых растворах характеризуются высокой активностью действия на сорняки независимо от задержки применения раствора на 10-12 часов. Реакция гербицидов группы бетаналов на щёлочность воды зависит от препаративной формы гербицида и его формуляции. Трёхкомпонентные гербициды более чувствительны к щелочной среде, чем двухкомпонентные. Щелочные растворы гербицидов бетанальной группы становятся низкоэффективными в условиях жаркой погоды при нарастании дневной температуры свыше 28 °С и высокой инсоляции солнца.

Установлено, что критический показатель рН воды для рабочего раствора гербицидов группы бетаналов равен 8. В этом случае необходимо использовать свежий рабочий раствор препаратов сразу после его приготовления.

Эффективность большинства гербицидов, в том числе и свекловичных, изначально зависит от качества приготовленного раствора, которое характеризуется стабильностью в нём всех составляющих компонентов препарата или смеси препаратов. В целом стабильность раствора определяется качеством препарата и пригодностью воды, используемой для него.

Даже различные аналоговые препараты в зависимости от содержания в них добавок могут по-разному реагировать на физико-химические показатели воды: жёсткость, кислотность, мутность, почвенные и органические частицы и др. Общепризнан совет: применять для рабочего раствора любого химиката чистую и мягкую по жёсткости воду. Иначе стоит вопрос о кислотности раствора.

Многие гербициды восприимчивы к кислотно-щелочному балансу природной воды. Отдельные гербициды быстро разрушаются в щелочной среде, другие – в кислой среде. Есть препараты, которые стабильны как в кислой, так и в щелочной воде. С другой стороны, встречаются гербициды, которые наиболее эффективны в нейтральной среде.

Процесс деградации гербицидов в воде (гидролиз) протекает с разной скоростью, зависящей от химической структуры растворяемых веществ, температуры, концентрации раствора, жёсткости и кислотности воды. При одновременном применении нескольких средств химической защиты пестициды лучше работают, когда все компоненты смеси совместимы по показателю рН. Если для одного препарата необходима щелочная, а для другого – кислая среда, то это расхождение допустимо для приготовления смеси пестицидов с очень хорошей стабильностью в нейтральном по кислотности растворе. В случае длительной задержки применения смеси препаратов, например, из-за смены погодных условий, необходимо учитывать стабильность каждого препарата в растворе, чтобы обеспечить желаемую эффективность на объекте обработки.

Нами изучено влияние концентрации ионов водорода в воде (рН), используемой для приготовления раствора, времени задержки применения наведённого раствора и погодных условий на эффективность действия отдельных гербицидов группы бетанала в борьбе с сорной растительностью.

Исследования проводились на опытном поле «Всероссийского НИИ сахарной свёклы и сахара». Объектом изучения служили сорные растения и отдельные гербициды группы бетаналов: Бетанал Эксперт ОФ, Бицепс Гарант, Бифор Прогресс, Бетанал 22, Бифор 22, Бельведер, Бетанал МаксПро.

Опыты размещали на паровом поле, что позволяло в течение одного вегетационного сезона 2-3 раза воспроизвести опыт в разных погодных условиях. Для этого достаточно было прокультивировать новый участок парового поля и получить всходы сорняков. Почва опытного участка представлена чернозёмом выщелоченным малогумусным среднемощным тяжелосуглинистым.

Для приготовления растворов с гербицидами использовали речную воду, которую в опытах подкисляли раствором ортофосфорной кислоты или подщелачивали в зависимости от нарастания рН среды питьевой содой (NaHCO₃), каустической содой (Na₂CO₃) и едким натрием (NaOH). Кислотность воды контролировали прибором. Раствор гербицида готовили в следующей последовательности: вначале корректировали рН воды до требуемой величины, затем растворяли в ней гербицид.

Обработку проводили по отросшим сорнякам в фазе семядолей – 2 пар настоящих листьев ранцевым опрыскивателем, оборудованным штангой 2,7 м с 6-щелевыми распылителями на 6 рядков сахарной свёклы. Растворы гербицидов готовили на разной по кислотности воде. Делянки опыта с сорняками обрабатывали однократно в вечернее время, учёты сорняков проводили через 7-8 дней после обработки гербицидами.

Первичный процесс деградации большинства гербицидов – химический гидролиз, с той или иной скоростью протекающий в водных растворах. По данным Betanal Technical Bulletin, период полураспада действующих веществ гербицидов группы бетаналов в условиях естественного водоёма существенно сокращается. Причиной тому является щелочная реакция озёрной воды (рН>7). Особенно быстро в щелочной воде разрушаются действующие вещества десмедифам и фенмедифам, значительно медленнее – этофумезат.

Данные свидетельствуют, что оптимальный показатель кислотности воды для рабочего раствора гербицидов группы бетаналов – рН <7 (табл. 1). Период полураспада (50%) действующего вещества гербицидов в зависимости от рН воды – важный показатель, на основе которого делается прогноз эффективности препарата. Разрушение гербицида в растворе зависит не только от рН используемой воды, но и от времени задержки применения раствора на культуре.  

Помимо склонности гербицидов к гидролизу в воде, необходимо также учитывать их поведение в природных средах, которые подвержены воздействию колебаний:

• температуры и влажности воздуха;
• влажности почвы;
• количества осадков или их отсутствия в период активного действия гербицида;
• солнечной инсоляции.

Токсичность препарата зависит также от состояния обрабатываемых растений (опушенности, состояния воскового слоя, особенности аппарата устьиц).

Результаты наших исследований показывают, что бетаналы сохраняют высокую активность в кислой среде. Эффективность бетаналов в кислых растворах возрастает в условиях тёплой сухой погоды, с достаточным количеством влаги в почве, независимо от задержки с обработкой сорняков (табл. 2).

Сокращается период летального действия бетаналов на сорняки, увеличивается жёсткость их действия на сорную растительность и растения культуры.

Действие бетаналов, приготовленных в нейтральной среде (в воде с рН 7), относительно мягкое, с более продолжительным периодом летального действия на сорняки, что не снижает в целом эффективность гербицидов.

Слабощелочная реакция воды (рН 8) является критической. При задержке применения гербицидов группы бетаналов слабощелочные растворы отрицательно влияют на биологическую эффективность действующих веществ. Поэтому при необходимости использования слабощелочной воды следует работать только со свежеприготовленными растворами гербицидов.

С увеличением щёлочности воды до рН 9 и 10 биологическая эффективность гербицидов группы бетаналов резко снижается, а при задержке применения растворов на 10-12 часов отмечается лишь отставание развития сорняков с последующим возобновлением роста.

Реакция гербицидов группы бетаналов на щёлочность воды зависит от препаративной формы гербицида и его формуляции. Трёхкомпонентные гербициды – более чувствительны к щелочной среде, чем двухкомпонентные. Среди двухкомпонентных гербицидов свежие растворы суспензионного препарата (Бельведер) были более устойчивы к щелочной среде. Вместе с тем, при задержке применения растворов гербицидов на 10-12 часов больше всего снижалась биологическая эффективность у кристаллических препаратов (Бельведер) и эмульсионных препаратов, склонных к быстрой кристаллизации в растворе. В щелочных растворах твёрдые частицы суспензии слипаются и срастаются, а на листьях растений в тонких плёнках суспензии образуются конгломераты различной плотности.

Различают гидрокарбонатную, карбонатную и гидратную щёлочность, из них гидрокарбонатная оказывает наименьшее влияние на бетаналы, так как она в природе не превышает показатель рН 8,2.

Природной воде, отличающейся высокой жёсткостью, свойственна карбонатная щёлочность, которая оказывает наибольшее влияние на активность гербицидов группы бетаналов. Гидратная щёлочность не менее разрушительна для гербицидов, как и карбонатная (табл. 3), но в природе она встречается в редких случаях.

Щелочные растворы гербицидов группы бетаналов особенно малоэффективны в условиях жаркой погоды – при нарастании дневной температуры воздуха до 28-34° С и высокой инсоляции солнца. Задержка с обработкой сорняков гербицидами усиливала отрицательный эффект от щелочных растворов. В условиях относительно прохладной сухой погоды с оптимальным содержанием влаги в почве и воздухе влияние щёлочности среды заметно снижается. В этом случае задержка применения раствора гербицида оказывала меньшее влияние на эффективность гербицидов, чем при высоких температурах воздуха.

Анализ полученных данных свидетельствует об усилении влияния температуры и солнечной радиации на гидролиз бетаналов в зависимости от щёлочности воды. Это также может быть связано с изменением структуры и плотности конгломератов в тонких плёнках раствора гербицида на листьях растений при высоких показателях температуры воздуха и активности солнечной радиации. На листьях в щелочных конгломератах имеются кристаллические образования, масло и минеральные соли. В период недостатка влаги концентрация солей на листьях сильно возрастает. В результате минеральная плёнка в составе конгломерата может блокировать проницаемость и контактное действие активных ингредиентов гербицидов группы бетаналов на растения.

Большинство гербицидов группы бетаналов, обладая кислой реакцией, способны до определённой степени снижать рН рабочего раствора в сторону оптимальной кислотности, а также её можно регулировать повышением концентрации препарата в растворе за счёт допустимого снижения расхода воды (зависит от условий погоды). Физико-химические показатели рабочей жидкости должны быть оптимальными для эффективной борьбы с сорной растительностью с учётом низкой фитотоксичности для сахарной свёклы.

Следовательно, критический показатель рН воды для рабочего раствора гербицидов группы бетаналов равен 8. В этом случае необходимо использовать свежий рабочий раствор препаратов сразу после приготовления.