Наука о сорняках - Weed science

Наука о сорняках это научная дисциплина, посвященная растениям, которые можно рассматривать сорняки, их влияние на деятельность человека и управление ими^[1] «отрасль прикладной экологии, которая пытается изменить окружающую среду вопреки естественным эволюционным тенденциям».^[2].

История

Сорняки существовали с тех пор, как люди начали оседлое земледелие, существуют с момента появления оседлого земледелия около 10 000 лет назад. Предполагается, что наиболее общей характеристикой предков наших нынешних доминирующих сельскохозяйственных культур является их готовность - их склонность к успеху, к процветанию. , в нарушенных местообитаниях, в основном вокруг жилищ людей. Фермеры, вероятно, всегда знали о сорняках в своих посевах, хотя свидетельства их осведомленности и озабоченности практически полностью анекдотичны.

В отличие от других сельскохозяйственных наук, таких как энтомология или же патология растений, появление науки о сорняках произошло сравнительно недавно, произошло в основном в 20 веке и совпало с развитием гербициды.

В большинстве стран мира с сорняками борются вручную (мошенничество ) или грубыми мотыгами. Размер фермерского хозяйства и урожайность с единицы площади ограничены несколькими факторами, и первостепенным среди них является скорость, с которой семья может пропалывать свои посевы. На прополку посевов может затрачиваться больше человеческого труда, чем на любое другое человеческое предприятие, и большая часть этого труда тратится женщинами. Борьба с сорняками в западном мире и других развитых регионах мира осуществляется с помощью сложных машин и путем замены механической и человеческой энергии химической энергией (гербициды). Существует связь между тем, как фермеры борются с сорняками, и способностью нации прокормить свой народ. Успешная борьба с сорняками - один из важнейших ингредиентов для поддержания и увеличения производства продуктов питания.

В 1923 году Кларк и Флетчер предположили, что «ежегодные убытки из-за появления вредных сорняков на сельскохозяйственных угодьях в Канаде, хотя и признаются в целом, гораздо больше, чем предполагают».^[3] Они думали, что это произошло потому, что «фермеры уделяли мало внимания сорнякам, растущим на их посевах». Они не отрицали, что фермеры знали о сорняках только потому, что они мало что могли с ними поделать. Многие из тех же сорняков, которые описаны Кларком и Флетчером, показаны в большинстве современных книг по идентификации сорняков. Несмотря на продолжающиеся исследования по борьбе с сорняками ежегодно, многие из тех же видов продолжают оставаться проблематичными. Первое ассигнование Конгресса США на борьбу с сорняками было внесено в 1901 году на работу по борьбе с сорняками. Johnsongrass Спустя 23 года после того, как Конгресс выделил средства на борьбу с насекомыми-вредителями хлопка. Гербициды на нефтяной основе были впервые использованы на сельскохозяйственных угодьях Калифорнии в 1924 году и вскоре получили широкое распространение в юго-западных штатах. В 1942 году масла широко использовались для борьбы с сорняками в моркови, а затем стали использоваться в лесных питомниках. Французские ученые опрыскивали яблони динитро-красителями для борьбы с мхами, водорослями и лишайниками. Некоторые заметили, что травы, которые были влажными от опрыскивания, не погибают, и это наблюдение или, что более вероятно, серия наблюдений привели к использованию динитроса в качестве гербицидов для селективной борьбы с широколиственными сорняками зерновых и льна. Синокс (динитро крезилат натрия ) был разработан Pastac в 1933 году.^[4] Это был первый селективный органический гербицид, представленный в США. С начала 1930-х годов примерно до 1945 года он широко использовался при выращивании зерновых, сена клевера, семян трав, гороха, ягод тростника, лука и газонов.

Тиммонс, писавший в 1970 году, сообщил, что «доступная литература указывает на то, что относительно немногие руководители сельского хозяйства и фермеры интересовались сорняками как проблемой до 1200 года нашей эры или даже до 1500 года нашей эры».^[5] «Критическое внимание», которое, по мнению Кларка и Флетчера, отсутствовало, постепенно увеличивалось, в первую очередь потому, что общее отношение, казалось, было таким, что «сорняки - это проклятие, которое нужно терпеть, и с которым мало что можно сделать, кроме как методами, присущими растениеводству. и трудоемкими дополнительными ручными методами ".

Джетро Тулл в 1731 году призвал уделять больше внимания сорнякам:

Нет необходимости прибегать к подсчетам ущерба, который наносят сорняки, поскольку все опытные земледельцы знают, что он очень велик, и единодушно согласились бы истребить всю свою расу так же полностью, как в Англии они сделали волков, хотя гораздо больше. невинный и менее хищный, чем сорняки.

Однако фермеры были связаны своей неспособностью справиться с сорняками, кроме как с помощью утомительных ручных методов.

Насекомые вызывают проблемы как со здоровьем человека, так и с урожаем. Сорняки, за некоторыми исключениями, не причиняют прямого вреда человеку. Те, кто делает такие как Ядовитый плющ и ядовитый дуб можно избежать. Ядовитые сорняки никогда не были широко распространены в качестве сорняков сельскохозяйственных культур и не вызывали особого беспокойства у большинства людей. Многие сорняки усугубляют аллергию человека, но многие - нет, и другие распространенные растения также вызывают аллергию. Насекомые и инсектициды были соответственно причинами и решениями проблем болезней человека. Сорняков и гербицидов не было, им уделяли меньше внимания. Сорняки и гербициды были проблемами сельского хозяйства. Они не вызывали озабоченности общества в целом. Было несколько ученых, заинтересованных в изучении сорняков и в разработке методов снижения потерь урожая, вызванных сорняками. В 1934 году было всего три специалиста по сорнякам на полную ставку и всего несколько на неполной ставке.

К концу 1951 года 46 государственных сельскохозяйственных экспериментальных станций имели активные программы исследования сорняков, и большинство из них работали над борьбой с сорняками с помощью гербицидов. Теперь все сельскохозяйственные колледжи в университетах, предоставляющих землю, имеют ученых по борьбе с сорняками и хорошо разработанную программу борьбы с сорняками.

На науку о сорняках сильно повлияли гербициды и механические технологии, разработанные вспомогательными отраслями промышленности, исследованиями ученых-сорняков и, в конечном итоге, используемые фермерами. Гербициды значительно расширили возможности и спектр методов борьбы с растительностью и сорняками. Американское общество по изучению сорняков приняло определение: «Химическое вещество или культивируемый биологический организм, используемый для уничтожения или подавления роста растений».

Ученые, занимающиеся сорняками, как правило, сосредотачиваются на результатах и прогрессе. Современное сельское хозяйство в развитых странах мира решило, но не устранило большинство проблем, связанных с сорняками, за счет широкого использования гербицидов и недавнего создания устойчивых к гербицидам сельскохозяйственных культур посредством генетической модификации. Эти методы, несомненно успешные для их предполагаемого назначения, также создали проблемы для окружающей среды, нецелевых видов и здоровья человека. Фермеры в развивающихся странах мира используют некоторые гербициды, но новые гербициды и необходимая технология нанесения часто недоступны или слишком дороги. Сорняки всегда присутствуют на этих фермерских полях, но часто наиболее доступными и доступными методами борьбы с ними является механическая прополка, обычно с помощью животной силы или вручную, и большая часть рабочей силы выполняется женщинами. Ни гипотеза о том, что на прополку мужских культур тратится больше энергии, чем на любую другую человеческую задачу, ни гипотеза о том, что женщины выполняют большую часть прополки в мире, не были проверены, но они широко приняты.

Цели науки о сорняках

Обработка особо вредных сорняков

В то время как любое растение может быть сорняком, около 250 видов растений достаточно проблематичны, космополитичный и экономически вредны для обоснования целевых исследований их биологии для помощи в управлении и контроле^[6]. Примеры некоторых из этих опасных видов сорняков в Северной Америке: Палмер амарант (Amaranthus palmeri S. Watson), ягненок обыкновенный (Chenopodium album L.), конская трава (Erigeron canadensis L.), ипомея (Ipomoea spp.), водяная конопля (Amaranthus tuberculatus (Moq.) J. D. Sauer) и амброзия обыкновенная (Ambrosia artemisiifolia L.)^[7]. Некоторые исследователи в области науки о сорняках предоставляют фермерам и землепользователям дополнительные ресурсы, опробуя различные инструменты и тактики борьбы с сорняками на конкретном сорняке, публикуя результаты и предоставляя рекомендации для их будущего управления. Другие исследователи могут изучать биологию семян сорняков, чтобы определить, как долго семена сорняков могут оставаться жизнеспособными в почве. Большая часть этих исследований проводится в государственных университетах, предоставляющих землю.

Применение и взаимодействие гербицидов

Другой аспект научных исследований в области сорняков связан с получением знаний об активных ингредиентах гербицидов. В частности, оценка реакции сорняков и сельскохозяйственных культур на различные комбинации гербицидов с различными дозами, размерами капель и условиями окружающей среды в разных системах возделывания культур, содержащих разные сообщества сорняков. Некоторые гербициды становятся более эффективными при смешивании (сингеризм), а другие комбинации гербицидов снижают общий контроль (антагонизм).^[6]. Некоторые исследователи, занимающиеся изучением сорняков, испытывают различные применения и комбинации гербицидов для борьбы с сорняками, чтобы оценить их влияние на сорняки и посевы. Большая часть этих исследований проводится частными компаниями.

Судьба и действие гербицида

Другой аспект науки о сорняках связан с тем, как гербициды перемещаются в окружающей среде после их применения. Некоторые гербициды очень быстро разлагаются на солнечном свете и могут стать неактивными до попадания на растение, в то время как другие могут оставаться в почве в течение многих лет после внесения, вызывая проблемы для будущих культур. Регистрация гербицидов может стоить сотни миллионов долларов, чтобы продемонстрировать, как химическое вещество перемещается и разлагается в окружающей среде, в которой его применяют. ^[6]. Большая часть этих исследований проводится частными компаниями, чтобы иметь возможность зарегистрировать свою продукцию для продажи.