Кукуруза относится к группе культур осуществляющих фотосинтез по эффективной с энергетической точки зрения схеме С-4. Это способствует формированию за короткие сроки высокого урожая, но обусловливает требовательность кукурузы к освещенности и качеству света [4].
Оптимальная продолжительность светового дня для нее 12–14 часов. На ранних стадиях развития кукурузы сорняки не только затеняют растения, но и рассеивают свет, что повышает в его составе длинноволновую часть. При таком составе света нормальная интенсивность фотосинтеза становится невозможной. Именно поэтому кукуруза более чувствительна к засоренности, чем большинство злаков.
Высокая интенсивность фотосинтеза требует для своей реализации оптимального температурного режима, чем обусловлена теплолюбивость кукурузы. Оптимальная температура для роста и развития кукурузы 15–24 ºC. При понижении температуры до минус 2–4 ºC растение погибает.
Кукуруза отличается высоким уровнем потребления питательных веществ, что также напрямую связано с эффективной схемой фотосинтеза С4. Относительная степень усвоения питательных веществ у кукурузы ниже, чем у сорной растительности. Содержание питательных веществ в сорных растениях превышает их количество в кукурузе.
Кукуруза весьма экономно использует влагу: на создание 1 т сухого вещества ее расходуется почти в два раза меньше, чем у большинства зерновых культур.
При более глубоком посеве кукуруза подавляет развитие сорняков, что особенно заметно, когда культура достигает высоты 60–80 см появление на Урале раннеспелых гибридов кукурузы, урожайность которых формируется главным образом за счет роста и развития початка, потребовало резкого снижения плотности стеблестоя кукурузы (со 150–180 до 60–80 тыс. раст./га). Вызванное этим снижение проективного покрытия обострило конкурентные отношения между кукурузой и сорняками.
Высокая вредоносность сорняков заключается также в том, что они значительно обесценивают важнейшие факторы интенсификации кукурузоводства – применение удобрений, орошение, внедрение новых гибридов и технологий. Сорные растения усложняют и затрудняют выполнение полевых работ, увеличивают расход горюче-смазочных материалов, снижают производительность труда и сельскохозяйственной техники.
В основе современных технологий контроля засоренности в посевах кукурузы лежат два принципиально различающихся подхода. Первый предполагает использование почвенных гербицидов, фитотоксичных по отношению к малолетним злаковым и большинству двудольных сорняков, второй – использование листовых препаратов с близким спектром действия.
Среди производных триазинов имеются гербициды широкого спектра действия, поражающие многие виды сорных растений, а также узкоизбирательные гербициды. Производные триазинов характеризуются и системным, и контактным действием. Фитотоксическое действие триазинов в почве продолжается от нескольких дней до нескольких лет и обусловлено строением и физико-химическими свойствами этих гербицидов.
Под влиянием триазиновых гербицидов у чувствительных растений прекращается рост, листья становятся хлоротичными, что свидетельствует о подавлении фотосинтеза. Триазины тормозят фотолиз воды или реакцию Хилла. Поскольку реакция Хилла принимает участие в создании в организме соединений, богатых энергией, ее подавление способствует прекращению ассимиляции углекислоты [5, 6].
Симм-триазины поступают в растение главным образом через корни и передвигаются по сосудам ксилемы, при этом их передвижение зависит от транспирации. При снижении транспирации в корнях может накапливаться большое количество триазинов. Скорость поступления гербицидов в растения зависит от температуры: чем она выше, тем выше эффективность гербицида [7].
Под воздействием триазинов необратимо изменяются функции минерального питания и синтетические процессы в корнях, нарушаются водный обмен, дыхание. Угнетение деятельности ферментных систем приводит к увяданию и гибели чувствительных к триазинам растений. Вместе с тем в устойчивых к ним культурах (кукурузе) происходит разложение триазинов. Инактивация препаратов идет под влиянием систем ферментного и неферментного происхождения.
Препаративные формы – симазин, атразин, прометрин – выпускаются в модификации 50% СП. Производные симм-триазина – первые почвенные гербициды, синтезированные для борьбы с сорняками в посевах кукурузы. Они применяются в основном как почвенные препараты, обладают фитотоксичностью прежде всего по отношению к малолетним сорнякам. Противозлаковая активность невысока. К отрицательным свойствам, помимо узкого спектра действия, следует отнести высокую стойкость в почве.
Симазин. Действующее вещество 2-хлор – 4,6-бис-этиламино-симм-триазин. Симазин необходимо вносить во влажный слой почвы, в зону прорастающих сорняков. Он поражает малолетние сорняки при их прорастании и в молодом возрасте. Для уничтожения щирицы, мари белой, гречишки вьюнковой и развесистой, пикульника, щетинника зеленого в фазе прорастания (2–3 листа) достаточно внести 4–8 кг симазина (препарата) на 1 га, при сильном развитии этих сорняков дозу увеличивают. Для подавления многолетних сорняков: хвоща полевого, бодяка посевного, осота полевого, пырея ползучего дозу гербицида тоже увеличивают. Норма расхода действующего вещества – 1,5–6 кг на 1 га [6].
Симазин плохо передвигается в почве и остается на глубине до 10 см. Он медленно разрушается и обладает длительным остаточным действием. Большие дозы симазина лучше всего применять на участке с повторными посевами кукурузы, которая устойчива к этому гербициду.
Способ применения – опрыскивание почвы до посева, одновременно с ним или до появления всходов культуры.
Атразин. Действующее вещество 2-хлор-4-этиламино-6-изопропил-амино-симм-триазин. Это селективный системный гербицид для борьбы с однолетними сорняками. По сравнению с симазином атразин несколько лучше растворим в воде (при температуре 27 °C растворимость 70 мг/л) и имеет большую физиологическую активность. Проникает в растения через корни и листья, поэтому его можно вносить путем заделки в почву или опрыскиванием поверхности почвы и растений сорняков до всходов и по всходам. Дозы варьируют в пределах 0,7–4,0 кг/га по д.в. Норма расхода воды при наземном опрыскивании 400–500 л, при авиаопрыскивании 100 л на 1 га.
Во избежание неблагоприятных последствий обработку следует проводить не позднее первой декады мая.
Прометрин, СП. Действующее вещество прометрин (2-метилтио – 4,6-бис – (изопропиламино) – симм-триазин). Расход действующего вещества 500 г./кг. Растворимость в воде при температуре 20 °C – 48 мг/л. Селективный системный гербицид для борьбы с однолетними двудольными и злаковыми сорняками. Проникает в растения не только через корни, но и через листья. В почве сохраняется до трех месяцев. Рекомендуется для допосевного и довсходового опрыскивания почвы.
Изучение отдельных препаратов в 1987 году показало, что по противозлаковой активности производные симм-триазина атразин и агелон (комбинация атразина и прометрина) существенно уступают алироксу класса производных карбаминовой кислоты.
Увеличение нормы внесения атразина повысило его эффективность более чем в два раза, но привело к формированию практически одновидового сорного ценоза, представленного просом волосовидным. Приросту доли просовидных сорняков способствовало применение атразина и на фоне алирокса как до всходов (в баковой смеси), так и по всходам, не оказав принципиального влияния на общую засоренность. Ввиду очевидной бесперспективности дальнейшее изучение симм-триазинов было прекращено.
Карбаматы ингибируют процесс фотосинтеза и нарушают основные обменные реакции в растениях. В связи с тем, что карбаматы могут нарушать процесс деления клеток и изменять число хромосом, они отнесены к митотическим ядам. Наиболее характерный симптом их действия – подавление роста проростков и деформация верхушек побегов. Кроме того, тиокарбаматы нарушают синтез белков и нуклеиновых кислот, в том числе систему РНК в процессе митоза.
Для нейтрализации воздействия тиокарбаматов на культурные растения в состав препаратов вводят антидоты. Например антидот, входящий в состав эрадикана, повышает содержание глутатиона в растениях кукурузы и усиливает активность глутатион-S-трансферазы. Этот фермент компенсирует действие гербицида. В однодольных сорняках такая защита не действует, и они погибают.
Гербициды данного класса довольно быстро разрушаются в почве под воздействием микробиологических процессов, подвергаются также и фотохимическому разрушению. Это свойство дает возможность избежать отдаленных последствий при их применении.
Наиболее распространены гербициды: алирокс, эрадикан, лентгран, лентгран-комби.
Алирокс, КЭ. Действующее вещество ЭПТЦ + антидот, расход 720 г./л. Наиболее эффективное средство борьбы с многолетними, однолетними злаковыми и некоторыми однолетними двудольными сорняками. В прохладную, влажную погоду продолжительность сохранения биологической активности может оказаться недостаточной, так как препарат быстро разлагается, а развитие кукурузы идет замедленно, и она не способна угнетать рост сорняков [3, 5].
Эрадикан 6,7 Е – действующее вещество ЭПТЦ + антидот, расход 720 г./л. Гербицид рекомендован для применения в посевах кукурузы с целью уничтожения многолетних, однолетних злаковых и некоторых однолетних двудольных сорняков.