Използването на препарати за растителна защита вече е неразделен компонент от технологиите за отглеждане на земеделските култури. Но как стриктно да изберем най-подходящия продукт срещу плевели, болести или неприятели, без да навредим на културните растения?
Чрез научни експерименти аргументирано е доказано, че сумарните загуби на реколтата от използването на пестициди е 14% и са идентични с тези от плевели, неприятели или болести, чийто дял е 13% от реколтата. Освен това неправилното прилагане на пестициди води до потискане на биологичната активност на почвата, възпрепятствайки естественото възстановяване на нейното плодородие. Също така след употреба на пестициди добивите от земеделските култури намаляват и поради гибелта на насекомите-опрашители.
Немски учени са доказали, че най-вредоносни за културните растения от всички групи пестициди са хербицидите. Въпреки значителните постижения в науката, механизмът на действие на много препарати остава неизучен. Причините за това са несъвършенството на методите на изследвания. В периода на полуразпад значителна част от активните вещества се трансформира, като се образуват нови токсични вещества (вторична токсикация). Попадайки в растението, активното вещество встъпва във взаимодействие с ендогенните вещества, които действат на хормоналната система, на образуването на клетъчните стени и т. н., и често проявяват специфична активност по растенията.
Освен това хербицидите влияят специфично на културата в зависимост от температурния и водния режими, нивото на инсолацията, типа растеж и етапите на органогенезата. Например в препоръките за прилагане на хербицидите при царевица, указаната фаза на внасяне е 3-ти –10-и лист, докато първият критичен период за формирането на добива на културата е фаза 2-ри – 3-ти лист. Освен това в този период се определя хабитусът на растенията, т. е. залагат се междувъзлията и листата, започва формирането на допълнителните корени.
Аналогична е ситуацията и с пшеницата: периодът на интензивни хербицидни обработки съвпада по време със залагане количеството на сегментите в класа (края на братене – началото на вретенене). Отслабването в този период на фотосинтетичната активност с 5 – 7% води до 15% по-нисък добив.
Според различни данни 50 – 70% от активните вещества на хербицидите, използвани в практиката на земеделските стопанства през последните десетилетия, влияят на функционирането на митохондриите, образуването и разпада на фотосинтетичните пигменти, биосинтеза на аминокиселините, липидите и фотосинтетичната електронно-транспортна система.
Морфологията, биологията, различията в структурата на протеините – мишени в различните растения, и физикохимичните свойства на препаратите, по-специално техните разлики в метаболизма на токсини или вещества, които се трансформират в токсични съединения в растението (про-пестициди), определят селективността на действието или селективността на хербицидите. Следва да се отбележи, че едносемеделните растения обикновено са по-устойчиви към хербицидите в сравнение с двусемеделните.
Една от причините за тази устойчивост на житните плевели към токсиканти е тази, че листата им имат по-малка листна повърхност. Те са разположени по-вертикално (по-изправени) и по-лошо се навлажняват, отколкото големите хоризонтални листа на двусемеделните, в резултат на което по време на пръскане върху тях попада по-малко количество хербициден разтвор. Освен това точката на растеж на житните обикновено е плътно прикрита от листа, докато при широколистните те са разположени на върха, т.е. лесно уязвими.
По-високата устойчивост на житните плевели е свързана и с това, че периодът на полуразпад на активните вещества при едносемеделните протича доста бързо и те по-добре свързват неактивните производни с аминокиселините и захарите. При различните групи растения едни и същи преобразувания могат да катализират ензими с различен строеж. А за активиране системата на детоксикация на хербицидите при културните растения се прилагат антидоти.
Антидотите са вещества или съединения, притежаващи способността да увеличават устойчивостта на културните растения към хербицидите и се прилагат за увеличаване на тяхната избирателност. Ефективността на антидота зависи от спектъра на активност, мобилността, химичния строеж и механизма на действие на хербицида. Прилагането на антидоти позволява да се избегне предозирането на хербициди или да се защитят растенията, когато в естествени условия съществува висок риск от тяхното поразяване или заплаха от вредоносността на хербицида в периода на формиране на репродуктивните органи.
Както от екологична, така и от икономическа гледна точка, най-важна роля антидотите играят в случай на използването им заедно с високоефективни хербициди, имащи ниски дози на внасяне и добри токсикологични характеристики. Основните и най-важни мишени на съвременните хербициди са: фотосинтезата, биосинтеза на пигментите (хлорофил и каротиноиди), биосинтеза на липидите, биосинтеза на аминокиселините, строежа на клетъчните стени и други подобни. За изясняване, по какъв начин може да се повиши ефективността от прилагането на хербицидите и намаляване на негативното влияние на културните растения, преди всичко следва да се знае механизмът на действие на препаратите в растителния организъм.
Фотосинтезата е процес свързан с акумулирането на слънчева енергия, която, както и всяко едно енергопреобразуване, е потенциално опасна за самите растения. Затова последните имат специални системи на защита от непредвидени нарушения на фотосинтезата. При хербицидите, мишена на които е фотосинтезата, действието е насочено за разрушаване на електронно-транспортните вериги, фотосенсибилизацията (повишена чувствителност към въздействието на ултравиолетовата светлина) на тъканите или разрушаване на защитните механизми. В резултат на това при висока интензивност на светлина некрозата на тъканите може да се развива по-бързо, отколкото разрушаването на пигментите, поради което растенията остават зелени.
Съвременният асортимент хербициди позволява осигуряването на чисти посеви от всички селскостопански култури. Необходимо е да се знае, че неудачно подбраният препарат или комбинация от препарати може да нанесе по-голяма вреда, отколкото да донесе полза. Допълнителният добив реколта при използването на хербициди не е само функция на биологичната активност на препарата (степента на унищожаване на плевелите), но зависи и от нивото на неговата фитотоксичност за културата. Установено е, че едновременното прилагане на хербицидите с антидот намалява токсичния товар на културните растения чрез нормализиране на хормоналния статус и активиране на обменните процеси, което способства получаването на значително по-голяма и качествена реколта. Сред арсенала от биологично активни препарати най-активни антидоти са съединенията със съдържание на комплекс аминокиселини, нискомолекулярни карбонови киселини, пектини, меланоидини, хумусни съединения и биогенни елементи.
