Применение пестицидов - Pesticide application

Ручной опрыскиватель ранцевого типа
Космическая обработка от комаров с использованием теплового тумана
Студенты профессионального колледжа Граббса опрыскивают ирландский картофель

Применение пестицидов относится к практическому способу доставки пестицидов (включая гербициды , фунгициды , инсектициды или средства борьбы с нематодами ) к их биологическим целям ( например, организмам вредителей , сельскохозяйственным культурам или другим растениям). Обеспокоенность общественности по поводу использования пестицидов высветила необходимость сделать этот процесс как можно более эффективным, чтобы свести к минимуму их выброс в окружающую среду и воздействие на человека (включая операторов, прохожих и потребителей продукции). Практика борьбы с вредителями путем рационального применения пестицидов является в высшей степени междисциплинарной , сочетая многие аспекты биологии и химии с агрономией , инженерией , метеорологией , социально-экономикой и общественным здравоохранением , а также с новыми дисциплинами, такими как биотехнология и информатика .

Обработка семян

Обработка семян может обеспечить исключительно высокую эффективность с точки зрения эффективной передачи дозы на культуру. Пестициды наносятся на семена перед посадкой в ​​виде обработки семян или покрытия для защиты растений от рисков, связанных с почвой; Кроме того, эти покрытия могут содержать дополнительные химические вещества и питательные вещества, предназначенные для стимулирования роста. Типичное покрытие семян может включать питательный слой, содержащий азот , фосфор и калий , слой ризобий, содержащий симбиотические бактерии и другие полезные микроорганизмы , и слой фунгицида (или другого химического вещества), чтобы сделать семена менее уязвимыми для вредителей.

Нанесение распылением

Одной из наиболее распространенных форм применения пестицидов, особенно в традиционном сельском хозяйстве, является использование механических опрыскивателей . Гидравлические опрыскиватели состоят из бака , насоса , штанги (для одиночных форсунок) или штанги и форсунки (или нескольких форсунок). Распылители превращают пестицидный состав , часто содержащий смесь воды (или другого жидкого химического носителя, такого как удобрение) и химического вещества, в капли, которые могут быть большими каплями дождя или крошечными почти невидимыми частицами. Это преобразование достигается путем нагнетания распыляемой смеси через распылительное сопло под давлением. Размер капель может быть изменен за счет использования сопел разного размера или путем изменения давления, под которым они нагнетаются, или комбинации того и другого. Преимущество крупных капель в том, что они менее восприимчивы к сносу брызг , но требуют больше воды на единицу покрытой земли. Из-за статического электричества мелкие капли могут максимизировать контакт с целевым организмом, но при этом требуется очень спокойный ветер.

Опрыскивание пред- и послевсходовых культур

Большой самоходный сельскохозяйственный опрыскиватель с плавающей запятой, предназначенный для довсходового внесения пестицидов.
Самоходный пропашной опрыскиватель для внесения пестицидов на послевсходовую кукурузу

Традиционные пестициды для сельскохозяйственных культур могут применяться как до появления всходов, так и после появления всходов - термин, обозначающий степень прорастания растения. Применение пестицидов до появления всходов в традиционном сельском хозяйстве направлено на снижение конкурентного давления на вновь проросшие растения за счет удаления нежелательных организмов и максимального увеличения количества воды, питательных веществ в почве и солнечного света, доступных для сельскохозяйственных культур. Примером довсходового применения пестицидов является нанесение атразина на кукурузу . Точно так же смеси глифосата часто применяют перед появлением всходов на сельскохозяйственных полях для удаления рано прорастающих сорняков и подготовки к последующим посевам. Оборудование для довсходового внесения удобрений часто имеет большие и широкие шины, предназначенные для плавания на мягкой почве, что сводит к минимуму уплотнение почвы и повреждение посаженных (но еще не всходов) сельскохозяйственных культур. Трехколесная машина для внесения удобрений, такая как та, что изображена справа, сконструирована таким образом, что шины не следуют по одному и тому же пути, что сводит к минимуму образование колей на поле и ограничивает повреждение грунта.

Применение пестицидов в послевсходовый период требует использования определенных химикатов, выбранных для минимизации вреда желаемому целевому организму. Примером является 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота , которая поражает широколиственные сорняки ( двудольные ), но оставляет после себя травы ( однодольные ). Такое химическое вещество широко использовалось , например, на посевах пшеницы . Ряд компаний также создали генетически модифицированные организмы, устойчивые к различным пестицидам. Примеры включают устойчивые к глифосату соевые бобы и кукурузу Bt , которые меняют типы составов, участвующих в борьбе с давлением пестицидов после появления всходов. Важно также отметить, что даже при соответствующем выборе химикатов высокие температуры окружающей среды или другие воздействия окружающей среды могут привести к повреждению нецелевого желаемого организма во время нанесения. Поскольку растения уже проросли, послевсходовое применение пестицидов требует ограниченного контакта с полем, чтобы минимизировать потери из-за повреждения урожая и почвы. В типичном промышленном оборудовании используются очень высокие и узкие шины, которые сочетаются с корпусом опрыскивателя, который можно поднимать и опускать в зависимости от высоты урожая. Эти опрыскиватели обычно имеют маркировку «высокий клиренс», так как они могут подниматься над растущими культурами, хотя обычно не более 1 или 2 метров в высоту. Кроме того, эти опрыскиватели часто имеют очень широкие штанги, чтобы свести к минимуму количество проходов по полю, опять же, предназначенных для ограничения повреждения урожая и повышения эффективности. В промышленном сельском хозяйстве штанги опрыскивателя шириной 120 футов (40 метров) не редкость, особенно в сельском хозяйстве прерий с большими плоскими полями. В связи с этим нанесение пестицидов с воздуха - это метод подкормки пестицидом всходов, который исключает физический контакт с почвой и посевами.

Опрыскиватели Air Blast, также известные как опрыскиватели с подачей воздуха или распылители тумана, часто используются для обработки высоких культур, таких как плодовые деревья, где штанговые опрыскиватели и воздушное внесение были бы неэффективными. Эти типы опрыскивателей могут использоваться только там, где чрезмерное распыление - снос распыления - не вызывает беспокойства, либо из-за выбора химического вещества, которое не оказывает нежелательного воздействия на другие желательные организмы, либо за счет адекватного буферного расстояния. Их можно использовать для борьбы с насекомыми, сорняками и другими вредителями сельскохозяйственных культур, людей и животных. Распылители с воздушной струей впрыскивают жидкость в быстро движущийся поток воздуха, разбивая большие капли на более мелкие частицы, вводя небольшое количество жидкости в быстро движущийся поток воздуха.

Туманные распылители выполняют ту же роль, что и распылители тумана, производя частицы очень маленького размера, но используют другой метод. В то время как распылители тумана создают высокоскоростной поток воздуха, который может перемещаться на значительные расстояния, распылители тумана используют поршень или сильфон для создания застойной области пестицида, которая часто используется в закрытых помещениях, таких как дома и приюты для животных.

Неэффективность опрыскивания

Источники загрязнения окружающей среды пестицидами

Чтобы лучше понять причину неэффективности распыления, полезно подумать о последствиях большого диапазона размеров капель, производимых типичными (гидравлическими) распылительными форсунками. Это уже давно признано одной из наиболее важных концепций при нанесении распылением ( например, Himel, 1969), вызывая огромные различия в свойствах капель.

Исторически сложилось, что доза-переход к биологической мишени ( т.е. с вредителями ) было показано, что неэффективно. Однако связать «идеальные» отложения с биологическим эффектом сопряжено с трудностями, но, несмотря на опасения Хислопа по поводу деталей, было несколько демонстраций того, что огромное количество пестицидов тратится впустую в результате стекания с урожая в почву в результате процесс называется эндодрейфом. Это менее известная форма дрейфа пестицидов , при этом экзодрейф вызывает гораздо большее беспокойство общественности. Пестициды обычно наносятся с помощью гидравлических распылителей либо на ручных опрыскивателях, либо на тракторах, где составы смешиваются с большими объемами воды.

Капли разного размера имеют совершенно разные характеристики рассеивания и подвержены сложным макро- и микроклиматическим взаимодействиям (Bache & Johnstone, 1992). Сильно упростив эти взаимодействия с точки зрения размера капель и скорости ветра, Креймер и Бойл пришли к выводу, что существует по существу три набора условий, при которых капли движутся от сопла к цели. Вот где:

  • преобладает седиментация: обычно капли большего размера (> 100 мкм) наносятся при низких скоростях ветра; капли выше этого размера подходят для минимизации сноса гербицидов.
  • Преобладают турбулентные водовороты: обычно мелкие капли (<50 мкм), которые обычно считаются наиболее подходящими для нацеливания на летающих насекомых, если также не присутствует электростатический заряд, который обеспечивает необходимую силу для притягивания капель к листве. (Примечание: последние эффекты действуют только на очень коротких расстояниях, обычно менее 10 мм.)
  • промежуточные условия, в которых важны как эффекты седиментации, так и дрейфа. В большинстве случаев распыление сельскохозяйственных инсектицидов и фунгицидов оптимизировано за счет использования относительно небольших (скажем, 50–150 мкм) капель для максимального «покрытия» (капли на единицу площади), но они также подвержены сносу.

Улетучивание гербицидов

Улетучивание гербицида относится к испарению или сублимации летучего гербицида . Воздействие газообразного химического вещества теряется в предполагаемом месте его применения и может перемещаться по ветру и воздействовать на другие растения, которые не должны быть затронуты, вызывая повреждение урожая. Гербициды различаются по своей чувствительности к улетучиванию. Своевременное внесение гербицида в почву может уменьшить или предотвратить испарение. Ветер, температура и влажность также влияют на скорость улетучивания с уменьшением влажности. 2,4-D и дикамба - широко используемые химические вещества, которые, как известно, подвержены улетучиванию, но есть и многие другие. Применение гербицидов в конце сезона для защиты устойчивых к гербицидам генетически модифицированных растений увеличивает риск улетучивания, поскольку температура выше и внесение в почву нецелесообразно.

Улучшенный таргетинг

Ulvamast Mk II: опрыскиватель УМО для борьбы с саранчой (фотография сделана в Нигере)

В 1970-х и 1980-х годах усовершенствованные прикладные технологии, такие как контролируемое нанесение капель (CDA), вызвали обширный исследовательский интерес, но коммерческое внедрение было разочаровывающим. Путем контроля размера капель, доз применения пестицидных смесей в сверхмалых (ULV) или очень малых объемах (VLV) можно достичь аналогичных (а иногда и лучших) биологических результатов за счет улучшенного времени и передачи дозы на биологическую мишень ( т. Е. Вредителя). Не было разработано распылителей, способных производить однородные (монодисперсные) капли, но роторные (вращающийся диск и клетка) распылители обычно производят более однородный спектр размеров капель, чем обычные гидравлические форсунки (см. Оборудование для нанесения CDA и ULV ). Другие эффективные методы нанесения включают в себя: обвязку, наживку, конкретное размещение гранул, обработку семян и удаление сорняков.

CDA - хороший пример технологии рационального использования пестицидов (RPU) (Bateman, 2003), но, к сожалению, с начала 1990-х годов он был немоден для государственных финансирующих органов, и многие полагали, что ответственность за разработку всех пестицидов должна лежать на производителях пестицидов. С другой стороны, пестицидные компании вряд ли будут широко продвигать более адресную деятельность и, таким образом, сокращать продажи пестицидов, если только они не смогут извлечь выгоду, добавив стоимости продукции каким-либо другим способом. RPU резко контрастирует с продвижением пестицидов, и многие агрохимические компании в равной степени осознали, что управление продуктом обеспечивает лучшую долгосрочную прибыльность, чем высокое давление на продажу сокращающегося числа новых молекул «серебряной пули». Таким образом, RPU может обеспечить подходящую основу для сотрудничества между многими заинтересованными сторонами в области защиты сельскохозяйственных культур.

Понимание биологии и жизненного цикла вредителя также является важным фактором при определении размера капель. Служба сельскохозяйственных исследований , например, провела тесты для определения идеального размера капель пестицида, используемого для борьбы с кукурузными ушными червями . Они обнаружили, что для того, чтобы быть эффективным, пестицид должен проникнуть через шелк кукурузы, где вылупляются личинки ушного червя. Исследование пришло к выводу, что более крупные капли пестицидов лучше всего проникают через целевой кукурузный шелк. Знание источника уничтожения вредителей имеет решающее значение для определения необходимого количества пестицидов.

Качество и оценка оборудования

IPARC размещает и проводит испытание Всемирной организацией здравоохранения на усталость для оборудования под давлением: используется для распыления остатков внутри помещений (IRS) против комаров, других переносчиков болезней и (иногда) в сельском хозяйстве.

Обеспечение качества опрыскивателей путем тестирования и установления стандартов для оборудования для нанесения важно для обеспечения того, чтобы пользователи получали соотношение цены и качества. Поскольку в большинстве оборудования используются различные гидравлические форсунки, различные инициативы пытались классифицировать качество распыления, начиная с системы BCPC.

Дорожное обслуживание

Обочины дороги получают значительные количества гербицидов, как преднамеренно применяемых для их обслуживания, так и из-за сноса гербицидов с соседних участков. Это часто убивает нецелевые растения.

Другие способы нанесения

Применение с воздуха

См .: воздушное опрыскивание , сверхмалое опрыскивание, опудривание сельскохозяйственных культур.

Способы применения бытовых инсектицидов

Борьба с вредителями в домашних условиях начинается с ограничения доступности для насекомых трех жизненно важных товаров: укрытия, воды и пищи. Если насекомые становятся проблемой , несмотря на такие меры, может возникнуть необходимость контролировать их с помощью химических методов, ориентации на активный ингредиент для конкретного вредителя. Средство от насекомых , известное как «спрей от насекомых», выпускается в пластиковых бутылках или аэрозольных баллончиках . Нанесенные на одежду, руки, ноги и другие конечности, использование этих продуктов будет иметь тенденцию отгонять ближайших насекомых. Это не инсектицид.

Инсектицид, используемый для уничтожения вредителей - чаще всего насекомых и паукообразных - обычно поставляется в аэрозольных баллончиках и распыляется непосредственно на насекомое или его гнездо как средство его уничтожения. Спреи от мух убьют домашних мух , мясных мух , муравьев , тараканов и других насекомых, а также пауков . Другие препараты представляют собой гранулы или жидкости, в состав которых входят приманки, поедаемые насекомыми. Для многих домашних вредителей доступны ловушки-приманки, содержащие пестициды и феромоны, или пищевые приманки. Распылители трещин и щелей наносятся на отверстия в домах и вокруг них, такие как плинтусы и сантехника. Пестициды для борьбы с термитами часто вводятся в фундамент домов и вокруг них.

Активные ингредиенты многих домашних инсектицидов включают перметрин и тетраметрин , которые действуют на нервную систему насекомых и паукообразных.

Спреи от насекомых следует использовать только в хорошо проветриваемых помещениях, поскольку химические вещества, содержащиеся в аэрозоле и большинстве инсектицидов, могут быть опасными или смертельными для людей и домашних животных. Все инсектицидные продукты, включая твердые вещества, приманки и ловушки для приманок, следует применять так, чтобы они были недоступны для диких животных, домашних животных и детей.

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение

  • Мэтьюз Г.А., Бейтман Р., Миллер П. (2014) Методы применения пестицидов, 4-е издание, Wiley, Chichester, UK 517 стр.
  • Мэтьюз Г.А. (2006) Пестициды: здоровье, безопасность и окружающая среда Блэквелл, Оксфорд
  • Бач Д.Х., Джонстон Д.Р. (1992) Микроклимат и распыление Эллис Хорвуд, Чичестер, Англия.

внешние ссылки