Химические методы борьбы с ростом сорняков и кустарника широко распространены и находят все большее применение на дорогах. В результате специально поставленных исследований были отобраны наиболее эффективные химические средства, некоторые из которых обладают избирательной способностью, поражая только определенные виды растений; другие такой способностью не обладают и уничтожают все растения подряд, почему их обычно называют химическими косилками. Некоторые из них ядовиты для домашнего скота, а другие нет.
Химические методы борьбы только в редких случаях оказываются бессильными. Большей частью любые химические вещества в растворах высокой концентрации разрушают растительную ткань, однако нет необходимости в применении дорогих концентрированных растворов, если тех же результатов можно достигнуть, применяя растворы некоторых специальных и более дешевых препаратов. Поэтому современные научные исследования заключаются в проверке эффективности различных химических растворов на небольших опытных участках, засеянных сорными травами. Так как экономическая целесообразность применения различных химических растворов обосновывается их способностью обеспечить прекращение роста растения на длительный срок, наблюдения на опытных участках необходимо вести в течение нескольких лет, прежде чем окончательно определится достигнутый эффект.
Исследования AAR.
(архивная информация!)
В течение многих лет железные дороги применяли для уничтожения растительности имеющиеся в продаже химикаты. Однако эти химикаты предназначались главным образом для использования в сельском хозяйстве и работники железных дорог столкнулись с необходимостью подобрать химические соединения, предназначенные специально для борьбы с зарастанием сорняками железнодорожного пути. Ввиду недостатка материалов по этому вопросу решение этой задачи было поручено научно-исследовательскому отделу AAR, который приступил к соответствующим исследованиям.
Этим отделом проводились опыты с различными химическими веществами и их соединениями на опытных делянках, и одновременно им были поставлены наблюдения на многих железных дорогах, где химическая борьба с растительностью проводилась в достаточно широком объеме. Применявшиеся при этом химические вещества можно разделить на четыре группы: сухие вещества, маслянистые вещества, растворы химикатов в масле и водные растворы и эмульсии.
В первую группу входят: 3-парахлорфенил — 1 (CMU), бораты и триоксид мышьяка в порошке, причем последний оказался малоэффективным. Вторая группа включает три группы масел: дизельные масла, умеренно и слабо пахнущие и малоядовитые, дистилляты с более сильным запахом и более ядовитые и остаточные нефтяные масла с высокой точкой кипения и высокотоксичные. Растворы химикатов в маслах обычно имеют относительно невысокую температуру кипения и умеренной силы запах; сюда входят растворы пентахлорфенола (РСР), трихлоруксусной кислоты или соединения типа 2,4-D. В последнюю группу входят 2,4-D, 2,4, 5-Т, хлораты, полиборхлораты, амматы, трихлорацетаты (ТСА), сложные соединения мочевины (CMU-1 — диметилмочевина и DMU), изопропилфенилкарбонаты и др.
При проведении опытов добавляли и другие химические соединения, если их действие оказывалось полезным, например такие, как соединения мочевины, а также новое химическое вещество, убивающее растительность, а,а-дихлорпропионовая кислота в соединении с различными другими химическими веществами с целью увеличения эффективности ее действия.
Исследовательская работа по изучению действия уничтожающих растения химикатов в последнее время расширяется, проводятся длительные наблюдения за действием различных химикатов и их повторные испытания и изучается возможность использования данных ранее проводившихся исследований. Из этих исследований вытекает, что борьба с растительностью представляет собой один из разделов содержания пути и требует постоянного внимания и что отсрочка в проведении этих работ приводит к зарастанию пути травой и укоренению на пути многолетних сорняков, борьба с которыми особенно трудна. Исследованиями установлено также, что, ограничившись одной обработкой почвы, нельзя добиться уничтожения растительности навсегда, даже применяя наиболее дорогие методы.
Учитывая большое разнообразие в климатических условиях и в характере распространения растительности, в Соединенных Штатах была сделана попытка разделить всю территорию страны на семь больших климатических зон с тем, чтобы ограничить исследовательские работы выбором наиболее эффективных химикатов для каждой из этих зон. При этом было установлено, что в северных районах страны в результате одной обработки пути химикатами получается эффект на целый год, тогда как в южных для той же цели требуются две обработки или более.
В настоящее время для борьбы с травой, сорняками и кустарниками применяют три рода химических веществ. Они известны как контактные гербициды, всасываемые гербициды и стерилизаторы почвы. Из них для борьбы с однолетними растениями, по-видимому, наилучшими являются химикаты контактного действия, при правильной их дозировке. Стерилизаторы почвы уничтожают все растения, но они дороги. Всасываемые растениями гербициды обычно не дают эффекта при борьбе с низкими травами, но оказывают наиболее сильное действие при уничтожении ими сорняков и кустарников с густой листвой.
Контактные гербициды.
Этими химикатами опрыскивают надземную часть растений, при этом они оказывают свое действие только на смачиваемые ими стебли растений. Гербициды избирательного действия уничтожают в общей массе только некоторые виды растений, не принося сколько-нибудь заметного вреда остальным. Некоторые химические соединения обладают избирательным действием только при низкой концентрации и теряют его при более высокой. В качестве примера гербицидов, не обладающих избирательным действием, можно привести нефтяные масла, каменноугольную смолу, крепкие кислоты, хлорфенолы и др.
Мышьяковистые соединения являются высокоэффективными контактными гербицидами, они применяются также в качестве стерилизаторов почвы, однако их применение требует большой осторожности, так как оно сопряжено с опасностью отравления домашнего скота, людей и диких животных. Как полагают, добавляя к мышьяковому натрию остро пахнущие отталкивающие вещества, можно заставить скот избегать растений, обработанных этим химикатом, и тем увеличить степень его применения.
Хлористый натрий обычно рассматривают как высокоэффективный контактный гербицид или стерилизатор почвы, однако вследствие многочисленных пожаров, возникавших среди высохшей после его применения травы, его перестали употреблять. Тем не менее многочисленные химические соединения, основой которых являются хлористый натрий, хлористый кальций и бура, могут служить в качестве эффективного средства борьбы с растительностью. При этом их применение не опасно в пожарном отношении и они не вызывают коррозии металла.
Всасываемые гербициды.
К всасываемым гербицидам относятся все виды химикатов, которые после попадания на листву растения всасываются проводящей тканью (флоемой). Чаще всего в качестве всасываемых гербицидов применяют большое число химических соединений в ограниченных дозах, действующих как регуляторы роста растения. Они действуют подобно гормонам, распространяясь в ткани растения. К этому виду гербицидов относятся соединения типа 2,4-D и 2,4, 5-Т и амматы, которые применяются в виде натриевых, аммиачных и аминосолей и в виде эфира.
Стерилизаторы почвы.
После обработки некоторыми химическими веществами почва становится бесплодной. Бесплодность почвы может быть временной, продолжающейся в течение года или менее, или рассчитанной на более длительные сроки; тогда она рассматривается как постоянная стерилизация почвы. К числу стерилизаторов относятся соединения мышьяка, бора и мочевины или, в случае применения в более ограниченном объеме, нефтяные остатки и хлористый натрий. Для эффективного действия этих химикатов необходимо полностью пропитать ими растительный слой, в котором корни растений находят питание, и, кроме того, необходимо, чтобы они находились в почве достаточно долго для умерщвления корней. Отсюда следует, что эффективность стерилизаторов почвы зависит от возможности их выщелачивания, вида растений, рода почвы и климатических условий.
Способы применения химических соединений.
Для усиленной борьбы с растительностью время года, когда вводятся в почву химические вещества, имеет чрезвычайно важное значение. Если в штате Айова, опрыскивая ползучий пырей и костерь в марте, апреле и мае, получали хорошие результаты, то при опрыскивании в июне результаты оказывались посредственными, а опрыскивание в середине июля не давало эффекта. Во Флориде полный эффект давала только мартовская обработка растений, хотя применение химикатов планировалось также в январе и июне. В штате Монтана исключительно хорошие результаты были получены при обработке растений в сентябре перед заморозками.
Можно предположить, что успех обработки ранней весной является следствием благоприятного режима влажности почвы, необходимого для эффективного действия гербицидов, а что действие хлористых соединений дает больший эффект осенью, если только осенние дожди не уносят раствора этих солей глубоко в грунт за пределы растительного слоя.
Вторым необходимым для успешного действия химикатов условием является правильное их применение. Даже при применении правильно выбранных химических соединений небрежное или неправильное их применение может не дать необходимого эффекта. Наиболее распространенной ошибкой является самовольное уменьшение количества вводимых химических соединений. Если, например, количество химиката уменьшить на 20%, то эффект от его действия может сократиться на 50% или более. Поэтому составление плана уничтожения растительности и его осуществление, а также определение необходимости повторной обработки следует поручать знающим и добросовестным специалистам. Для приготовления хороших смесей химических соединений в полевых условиях также необходимо привлекать сведущих работников, особенно знающих, где можно добыть хорошую воду с наименьшей потерей рабочего времени. Упразднение водоснабжений на многих дорогах создало известные трудности в доставке воды и потому приготовление растворов теперь требует большего времени. Применение заранее приготовленных растворов требует значительного количества цистерн.
Разбрызгиватели химических растворов. Для разбрызгивания растворов применяют различные машины—от специальных поездов (рис. 2 и 3) до небольших съемных агрегатов, перемещаемых по рельсам. При проведении обширных работ по сплошному опрыскиванию поверхности балластной призмы железные дороги применяют рабочие поезда.
Рис. 2. Уничтожение растительности на пути опрыскиванием химическим раствором из рабочего поезда с выносными рукавами для опрыскивания второго пути
Рис. 3. Опрыскивание химическим раствором откосов глубокой выемки при помощи двух сильных струй, подаваемых мощными насосами
Рис. 4. Уничтожение травы в пределах балластной призмы и обочин опрыскиванием химическим раствором
В состав такого поезда включается вагон для разбрызгивания раствора, оборудованный системой наконечников, фильтров, трубопроводом, насосами для накачивания раствора, водомерами указателями скорости и манометрами, а также вагоны-цистерны. Обычно одна или две цистерны содержат концентрированный химикат, остальные наполнены водой, и одна или две, оборудованные сигналы, части строений, выступающие за пределы габарита, и т. д. Управление поливом сконструировано так, что подача раствора в коллектор и выносные трубы может при помощи быстродействующих клапанов перекрываться одновременно или только частично, и таким образом выпуск- раствора можно ограничить любым участком коллектора или труб. Отверстия дают коническую или веерообразную
Обычно выпускные отверстия располагают на коллекторе так, чтобы обеспечить ширину полива в 3,6 м, а для более широкого захвата применяют выносные трубы на ширину полива до 4,8 м и более (рис. 5). Выносные трубы делаются поворотными и могут подниматься и опускаться на желаемую высоту с тем, чтобы не задевать за пневматическими и механическими смесителями, предназначены для разведения и перемешивания раствора.
Рис. 5. Одновременное опрыскивание трех путей выносными
трубами
Рис. 6. Опрыскиватель небольшого размера, установленный на прицепе к автодрезине
Рис. 7. Уничтожение близко растущей к пути кустарниковой растительности опрыскиванием химическим раствором.
С каждой стороны вагона подается семь сильно бьющих струй раствора
Рис. 8. Самоходный опрыскиватель легкого типа
В случае применения масляных растворов требуется увеличенное количество более широких отверстий в коллекторе, а последний необходимо опустить ближе к грунту с тем, чтобы обеспечить лучшее распыление струи. Для полива грунта суспензией необходимы еще более широкие отверстия.
Рис. 9. Опрыскивание междупутья на станциях ручным опрыскивателем.
Слабая струя раствора разбрызгивается ниже пола вагонов струю, а давление в трубах подбирается таким, чтобы исключить возможность оседания материала и закупорки отверстий.
Для опрыскивания кустарника также применяют специальные поезда, оборудованные двумя (или более) насосами высокого давления. Для увеличения давления жидкости при поливе применяют вспомогательные насосы, дающие мощную струю, которую направляют в сторону от пути или вверх на крутые откосы выемок.
Листва близко растущего к пути кустарника часто бывает загрязнена углем, нефтью и другими веществами. В этом случае для получения необходимого эффекта требуется обильное опрыскивание ее раствором.
Для опрыскивания пути химическими растворами применяют также автодрезины и прицепы к ним. Автодрезины приводятся в движение бензиновыми двигателями автомобильного типа с рабочими скоростями от 8 до 24 км/ч и с транспортной скоростью до 56 км/ч. Одна из таких дрезин может служить как для опрыскивания, так и для сжигания травы; каждый из агрегатов смонтирован на разных концах дрезины. Автодрезины для опрыскивания пути имеют баки емкостью от 3,8 до 9,8 м3. Прицепы к дрезинам имеют небольшие двигатели для работы насосов и баки для химических растворов емкостью от 0,26 до 3,8 м3. Прицепные вагончики с маленькими баками ранее применялись для смазывания накладок на стыках, но теперь, при наличии дополнительного оборудования, их применяют также для опрыскивания пути. Как самоходные, так и прицепные вагончики имеют распределительные трубы с отверстиями для полива полосы шириной 3,6 м и с выносными трубами, позволяющими увеличить ширину полива до 4,8 м.
Некоторые вагончики имеют шланги длиной 15 м для опрыскивания поверхности земли около эстакад, телеграфных столбов и т. д.
Опрыскиватели на автомобильном ходу предназначаются главным образом для сельскохозяйственных нужд и на железнодорожном транспорте имеют ограниченное применение. Некоторые из них представляют собой навесное приспособление к трактору и состоят из стрелы с распределительной трубой, имеющей отверстия для полива, насоса, работающего от трактора, и двух баков; другие смонтированы на двухколесных тракторных прицепах. Для местного опрыскивания применяют также маленькие ручные или переносные опрыскиватели, которые рабочий носит за спиной в рюкзаке.
В редких случаях для опрыскивания травы и кустарников вдоль линий электропередачи в тех местах, где они, пересекая холмы или горы, отходят от железной дороги, применяют геликоптеры.