Вплив якості води на ефективність пестицидів

794

Застосування пестицидів значною мірою впливає на собівартість аграрної продукції та її якість. Тому дуже важливо використовувати весь потенціал засобів захисту рослин найбільш ефективно. І вода, що використовується для приготування робочих розчинів, відіграє далеко не останню роль.

Відомо, що ефективність пестицидів зменшується під впливом як природних, так і біологічних чинників, зокрема, в результаті стікання крапель із листя, змивання їх під час дощу, через поверхневий натяг крапель, випаровування робочого розчину за умов високої температури або низької вологості повітря, наявності кутикули на листках тощо. Зменшення ефективності пестицидів внаслідок впливу цих чинників меншою мірою залежить від аграрія. Водночас існує можливість безпосередньо забезпечити високу технічну ефективність пестицидів завдяки використанню для приготування робочого розчину води, параметри якої не погіршуватимуть властивостей препаратів.

Вода становить 95% (і більше) розчину, який розпилюється, тому погіршення ефективності пестицидів у більшості випадків прямо пов’язано з якістю води, фізико-хімічні показники якої (рН, жорсткість, вміст солей, органічних речовин, механічних домішок тощо) не відповідають необхідному рівню. Крім того, ефективність пестицидів залежить і від температури води.

Для приготування робочого розчину необхідно використовувати тільки чисту воду з оптимальними фізико-хімічними властивостями, наприклад артезіанську. Вода, властивості якої не відповідають вимогам щодо використання її для приготування робочого розчину, не тільки знижуватиме технічну ефективність пестицидів, а й пошкоджуватиме механізми та обладнання обприскувачів.

ЗНАЧЕННЯ ВОДНЕВОГО ПОКАЗНИКА pН

Рівень рН показує міру активності іонів водню (Н+) в розчині, тобто ступінь кислотності або лужності цього розчину. При цьому pH нейтрального розчину становить 7, розчини із більшим значенням водневого показника є лужними, із меншими – кислими.

Показник рівня рН води у природному середовищі коливається в межах від 6,5 до 8. Але є джерела води, в яких рівень рН перевищує 8. При цьому рівень рН можуть підвищувати деякі препарати або добрива, що в результаті впливатиме на ефективність пестицидів.

У забруднених водоймах може міститися велика кількість сильних кислот чи їх солей через скидання забруднюючих речовин підприємствами. За цих умов величина рН може бути нижчою від 4,5. Водночас вода, яку в містах використовують для пиття, також не ідеальна для приготування робочого розчину. Питна вода зазвичай створюється шляхом додавання продуктів, які містять хлор, для дезінфекції та знищення шкідливих бактерій і, як правило, має лужне середовище рН 7,8–8,5.

Важливо пам’ятати, що навіть невеликі зміни в рН викликають великі зміни в кислотності. Наприклад, розчин із рівнем рН 5 у десять разів кисліший (тобто містить у 10 разів більше іонів водню), ніж розчин із рівнем рН 6, і в 100 разів кисліший, ніж із рівнем рН 7. Це співвідношення між значеннями характерне для різного ступеня (наприклад, розчин із рівнем рН 9 у 100 разів більш лужний, ніж розчин із рівнем рН 7).

Науково доведено, що більшість пестицидів негативно реагують на лужне середовище. Так, встановлено, що за рівня рН понад 8 спостерігався процес розпаду діючих речовин. Тобто значення рН розчину впливає на те, як довго молекула пестициду залишатиметься неушкодженою. Рівень, вищий або нижчий за оптимальне значення рН, може викликати деградацію пестициду або гідроліз, що суттєво зменшуватиме технічну ефективність препарату.

Період напіврозпаду пестицидів у робочому розчині залежить від властивостей продукту й рівня рН. Наприклад, діюча речовина хлорпірифос, що входить до складу препарату, Нурел Д, при рН 7 має період напіврозпаду 35 днів, а при рН 8 – 1,5 дні. Для діючої речовини флуазифоп-П-бутил (Фюзілад Форте 150 ЕС) період напіврозпаду при рН 7 становить 147 днів, а при рН 9 – 17 днів. Для діючої речовини метоміл (Ланнат 20) стабільний рН нижчий від 7.

До діючих речовин пестицидів, які дуже чутливі до лужного гідролізу, також належать:

  • інсектициди: Azinphos metile, Metil parathion, Permetrina, Myclobutanil, Imidacloprid, Acrimetrina;
  • фунгіциди: Benomyl, Ciprodinil, Fludioxonil, Dinocap.

Наведені приклади, а також дані таблиць 1 та 2, свідчать про неприпустимість використання робочого розчину на другий день після його приготування. Саме тому для обприскування цільових об’єктів робочий розчин готують у день застосування.

Таблиця 1. Період напіврозпаду деяких діючих речовин при різному рівні рНТаблиця 2. Період напіврозпаду пестицидів за групамиЗагалом, гербіциди, інсектициди та фунгіциди найкраще проявляють ефективність під час розчинення їх у не надто кислій воді, рН 4–6,5. Для приготування робочого розчину окремих груп гербіцидів, зокрема сульфонілсечовини, доцільно використовувати не надто лужну воду (рН трохи від вище 7). Коли рН води виходить за межі оптимального значення, характеристики препарату можуть змінюватися. Особливо чутливо реагують на лужне середовище препарати на основі діючих речовин гліфосат і клопіралід.

Вода з високою кислотністю впливає на стабільність і фізичні властивості деяких хімічних формуляцій. Дані досліджень свідчать, що ефективність деяких гербіцидів підвищується, якщо їх розчиняють у воді з рівнем рН, близьким до 4. Для забезпечення отримання високої технічної ефективності гербіцидів на основі діючої речовини гліфосат необхідно використовувати воду з рівнем рН 3,5.

Приготування робочого розчину
Рівень, вищий або нижчий за оптимальне значення рН, може викликати деградацію пестициду або гідроліз, що суттєво зменшуватиме технічну ефективність препарату

Окремо варто звернути увагу на реакцію на кисле середовище слабокислотних гербіцидів. Формуляція пестицидів зазвичай складається зі слабких кислот або від нейтральних до слаболужних. Слабкі кислоти – це хімічні сполуки, які легко дисоціюють в кислому середовищі. До цих гербіцидів належать препарати, які містять такі діючі речовини: Amitrole, Fluazifop, MCPA Amine, Atrazine, Glufosinate Ammonium, Metsulfuron–Methyl, Bentazone, Glyphosate Isopropylamine, Paraquat, Clethodim, Glyphosate, Potassium, Picloram, Clopyralid, Imazamox, Quizalofop, Dicamba, Imazapyr, Sethoxydim, Endothal, Imazethapyr, Tralkoxydim (і це неповний їх перелік).

Склад хімічних засобів захисту рослин формується таким чином, щоб вони не втрачали ефективність у злегка кислій воді впродовж 24 годин, але це загальне твердження не може бути застосоване для всіх препаратів. Навіть за оптимальних параметрів води, яку використали для приготування робочого розчину, багато пестицидів можуть випадати в осад у результаті гідролізу, реакції обмінного розкладу між речовиною та водою. Деякі пестициди осідають повільно, в той час як інші стають не активними впродовж кількох годин.

Науковці з Каліфорнійського університету в Дейвісі сформулювали такі основні принципи, засновані на рівнях рН води:

  • рН від 3,5 до 6 є в більшості випадків задовільним для використання води з метою приготування робочого розчину для обприскування і короткострокового зберігання (12–24 години) в резервуарі. Не рекомендовано використовувати для гербіцидів на основі сульфонілсечовин;
  • рН від 6 до 7 – для невідкладного обприскування для більшості пестицидів. Не рекомендовано залишати суміш в обприскувачі на більше ніж 1–2 години;
  • більшість препаратів, для приготування робочого розчину яких використовувалася лужна вода, необхідно відразу застосувати.

Сучасні технології внесення пестицидів вимагають чіткого дотримання рекомендацій щодо їх застосування, і відповідно важливим аспектом цього процесу є використання для приготування робочого розчину води, рівень рН і жорсткість якої не змінюватиме фізико-хімічні формуляції хімічних засобів захисту рослин. За умов, якщо рівень рН води, яку використовують для приготування робочого розчину, перевищує позначку 7, рекомендовано застосовувати спеціальні препарати для підкислення. Для підвищення або зниження рівня рН, залежно від діапазону, необхідного для досягнення оптимальної продуктивності, застосовують ад’юванти. Ці препарати використовують для покращення прилипання, змочування, проникнення, стійкості засобів захисту рослин до опадів. Також вони забезпечують високу буферну дію в усіх типах води.

Окремі ад’юванти є ефективними буферами-заторами, тобто здатні підтримувати сталий рівень рН навіть після додавання кількох препаратів у робочий розчин. До переваг окремих ад’ювантів можна віднести зменшення негативного впливу жорсткої води, здатність зменшувати поверхневий натяг на межі середовищ і покращувати контакт з обробленою поверхнею (принцип роботи: робить краплину менш сферичною, так, щоб кут контакту зменшити до мінімуму). Їх ділять на аніонні, катіонні й неіонні. Також окремі ад’юванти усувають резистентну дію воскового нальоту на рослинах. Дрібнодисперсна структура їхньої діючої речовини легко сприймається і проникає не тільки через продихи, а й через саму мембрану клітин, чим пом’якшується структура воскового нальоту на рослині, не руйнуючи його, а максимально покращуючи проникнення діючої речовини у рослину.

Деякі ад’юванти під час використання з інсектицидами руйнують кутикулу шкідників, посилюючи проникнення та швидкість дії препарату. В результаті застосування таких препаратів уповільнюється процес випаровування засобів захисту рослин, суттєво зменшуючи леткість препаратів і фотодеградацію, яка виникає внаслідок згубної дії сонячного проміння. Завдяки ад’юванту препарати не лишаються на поверхні листка – швидке проникнення усуває цю проблему.

Таблиця 3. Чутливість гербіцидів залежно від параметрів водиВПЛИВ ЖОРСТКОСТІ НА ЯКІСТЬ ВОДИ

Жорсткість є другим за важливістю параметром води після кислотності. Жорсткість води визначається наявністю розчинених у ній мінералів і впливає на інші властивості води. Незважаючи на величезну кількість різних мінералів, розчинених у воді, тільки деякі з них визначають її жорсткість. Найбільший вплив спричиняють кальцій і магній. З технічної точки зору жорсткість є одиницею виміру загальної кількості кальцію та іонів магнію у воді: чим більша концентрація цих і подібних мінералів, тим жорсткіша вода.

Відомо, що такі діючі речовини гербіцидів, як гліфосат, 2,4–D амінна сіль, MЦПА амін, клопіралід і діфлуфенікан негативно реагують на жорсткість води (> 400 ppm CaCO3 ≈> 0,6 mS/­cm). Жорстка вода також може вплинути на баланс системи поверхнево-активних речовин а, отже, на такі ознаки, як зволоження, емульгування та дисперсія. Більшість гербіцидів знижують ефективність у разі використання жорсткої води більше ніж 8оЖ (4 ммоль/л).

Таблиця 4. Класифікація водиНадмірна жорсткість води спричинена наявністю бікарбонатів, сульфатів, хлоридів і нітратів кальцію та магнію. У розчинах частина розчинних речовин розпадається на іони, які залишаються вільними для з’єднання з іншими іонами, що входять до складу розчину. Наприклад, іони активного інградієнта 2,4-Д можуть з’єднуватися з іонами кальцію і магнію, провокуючи аглютинацію часток і випадання осаду на дно резервуара, що знижує концентрацію активної речовини у розчині та підвищує ймовірність фітотоксичності у культур, які обприскуються, а також призводить до забивання фільтрів і наконечників.

Зазначені нижче у порядку від найбільшого потенціалу для зв’язування з пестицидами до найменшого такі мінерали, як алюміній (Al+++), залізо (Fe+++, Fe++), магній (Mg++), кальцій (Са++), натрій (Na+), якщо вони присутні у воді, спричинюватимуть її жорсткість.

Розчинні мінерали, такі як кальцій, магній і залізо, містяться в усіх природних джерелах води. На відміну від інших твердих частинок, ці мінерали не осідають. Вода вважається «м’якою», якщо розчинені іони кальцію та магнію замінюються іонами натрію або калію.

Для зниження жорсткості рекомендовано додавати різні засоби, наприклад, сульфат амонію, сульфат двовалентного і тривалентного заліза тощо, які вступатимуть у реакцію з лужними компонентами, утворюючи полімери та нейтралізуючи вільні іони у воді.

Результати досліджень доводять, що під час додавання у воду 1–2% сульфату амонію до розчинення в ній пестицидів підвищується ефективність активних речовин. Підвищення властивостей засобів захисту рослин зафіксовано також під час додавання амонію (NH4) та сірки, які сприяють абсорбції препаратів рослинами культури. Водночас додавання зазначених допоміжних речовин потребує обережності, зокрема, необхідно враховувати сумісність препаратів із сульфатом амонію.

Жорстка вода впливає на однорідність змішування, знижуючи стабільність суспензії й емульсії. Тому під час проведення захисту рослин необхідно здійснювати заходи з усунення її жорсткості. З цією метою у воду рекомендовано додавати препарати, що містять кислоти та буферні добавки. Спеціальним способом, який впливає на мінеральний склад води, видаляючи надлишок солей і тим самим покращуючи параметри її якості, є кондиціювання. Кондиціонери додають у робочий розчин або бакову суміш. При цьому необхідно враховувати рекомендації фірм-виробників пестицидів щодо особливостей приготування робочого розчину. Деякі з них, зазвичай виробники слабокислотних гербіцидів, не радять додавати кондиціонер у воду, замість нього рекомендується застосовувати найвищу норму витрати препаратів.

З метою доцільності застосування кондиціонеру рекомендовано проводити порівняльний аналіз його ефективності на невеликих ділянках, оцінюючи відмінності між контролем і варіантами, а також між пошкодженнями сільськогосподарських культур.

Жорстка вода впливає на однорідність змішування, знижуючи стабільність суспензії й емульсії

РОЗЧИНЕНІ СОЛІ, ДОМІШКИ ТА ТЕМПЕРАТУРА

Розчинені у воді солі також впливають на ефективність деяких пестицидів. Особливо це характерно для гербіцидів на основі солей, наприклад, препаратів на основі гліфосату.

Кількість розчинених солей визначає електропровідність води, яка більшою мірою залежить від порід, що оточують джерело води. При цьому під час посухи концентрація солей у воді підвищується. Найбільш поширеними і такими, що негативно впливають на ефективність пестицидів, є високі концентрації іонів Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Cl–, HCO3–. Надміру солона вода негативно позначається на розчиненні кристалічних речовин пестицидів і призводить до забивання обладнання, а також є більш стійкою до змін рівня рН.

Кількість розчинених солей заміряють у сухому зразку або за показником електропровідності. Важливе не значення кожного елемента, а загальна електропровідність розчину. Оптимальним вважається рівень електропровідності 0,3–0,7 mS/cm.

Окрім солей, вода також може містити значну кількість органічних речовин, таких як рослинні рештки, водорості, найпростіші організми тощо, що теж здатні забивати обладнання, яке використовується для обприскування. Крім того, водорості мають властивості вступати в реакцію з деякими хімічними речовинами, знижуючи їх ефективність.

Такі мінеральні домішки, як мул або глина здатні поглинати, зв’язувати активні інгредієнти хімічних речовин, впливаючи на їх ефективність. Це особливо стосується гербіцидів на основі гліфосату, параквату та диквату.

Температура води для використання її під час приготування робочого розчину має бути оптимальною. Тепла або надто холодна вода негативно впливає на розчинність і активність діючих речовин пестицидів.

Оптимальною вважається температура води в діапазоні +12..16°С. Якщо ви берете воду з артезіанських свердловин або із водойми з температурою води нижче ніж 10°С, рекомендується робити це мінімум за 12 годин до приготування робочої суміші, щоб вода могла нагрітися. При використанні холодної артезіанської води (безпосередньо з колодязя або колонки) знижується ступінь розчинності препаратів і зменшується ефективність обробки (до 30% і навіть більше).

ПІДВОДЯЧИ ПІДСУМКИ

Як бачимо, якість води значною мірою впливає на ефективність пестицидів. Тому перш ніж використовувати воду для приготування робочого розчину, перевірте її якість. У разі, якщо за певними показниками вода не підходить для використання, застосовуйте спеціальні препарати для поліпшення цього показника або шукайте альтернативне джерело води.

Також не залишайте робочий розчин у баку обприскувача на тривалий час, а намагайтеся вносити його відразу після приготування. Перед приготуванням робочого розчину обов’язково уважно читайте етикетку продукту.

І. М. Сторчоус, канд. с.-г. наук

Опубліковано в журналі “Агроном”, 2017