Основной принцип борьбы с растительностью — воздействие на механизмы ее жизнедеятельности.
Обработка растительности в полосе отвода
Почти без исключения это означает воздействие на грунт как на физическую среду, в которой эффективно функционируют механизмы жизнедеятельности растений.
В отношении одно- и двухлетних растений цель такой борьбы — предупреждение образования семян и уничтожение уже образовавшихся, а многолетних — разрушение корневой системы и других вегетативных органов. Теоретически следование этим принципам должно привести к уничтожению растительности, но на практике полное уничтожение — явление редкое. Борьба с растительностью становится непременной составной частью ежегодной работы по текущему содержанию пути и сооружений.
Для получения удовлетворительных результатов в борьбе с растительностью существует много методов: использование большого набора химических средств, применяемых в различные периоды года; применение различных механизмов и машин; предназначенных для путевых работ. Это — машины для отделки балластной призмы, сооружения кюветов, срезки кустарника. В настоящее время наиболее широко распространены химические методы борьбы с растительностью.
Предвсходовая обработка территории.
Ее выполняют до появления всходов. Особенно эффективен химический метод такой обработки на территории станций, под мостами и вблизи них, близ стрелочных переводов и сигналов, вокруг зданий и складских помещений.
Биологически предвсходовая обработка почвы химическими веществами для борьбы с растительностью особенно эффективна потому, что обеспечивает высокую степень воздействия на растения в самый чувствительный период их жизненного цикла.
Опрыскивание полосы отвода ранней весной до начала вегетационного периода позволяет подать раствор непосредственно к корням растений
Сопротивляемость растений самая низкая именно в моменты прорастания семян или начала роста подземных частей.
Наибольшая эффективность этого метода достигается при чистом почвенном покрове. Это требует большого количества химических средств и значительных денежных затрат. Нужно также поддерживать поверхность грунта чистой в течение всего вегетационного периода. Особенно малоэффективно применение этого метода для уничтожения стойких многолетников из-за больших затрат химических средств и высокой стоимости. Более приемлемо в отношении затрат применение данного метода, если обеспечена чистая поверхность грунта. эти растения погибают и на их месте могут вырасти только из новых проросших семян. Поэтому, так как начальная обработка проведена позже, чем предвсходовая, эффективное действие остаточной части химической смеси приходится на более короткий период.
Стойкую многолетнюю растительность аналогично уничтожают до уровня земли и, в сущности, возвращают в довсходовое состояние. В результате растение вынуждено дополнительно расходовать питательные вещества, истощая свои регенеративные возможности. Ослабляющее воздействие такой обработки делает многолетники более чувствительными к уничтожению, к прореживанию и менее устойчивыми против воздействий, влияющих на размножение. При лиственном покрове, достаточном для восприятия необходимых количеств химического продукта для получения желательного результата, применяют специальные вещества, например соматические, которые эффективны только при накоплении и распространении.
Послевсходовая обработка эффективнее и дешевле. Поэтому железные дороги чаще всего применяют ее для борьбы с растительностью на земляном полотне.
Удаление растительности.
Этот метод предусматривает высокую степень удаления растительности, но не до чистого грунта. Методы удаления основаны на идее, что растительность останавливается в росте в момент обработки и замедляет его в течение всего вегетационного периода. Степень замедления определяется устойчивостью или длительностью эффективного воздействия применяемого химического вещества. Поэтому такой тип обработки применяется, главным образом, на переездах, но его можно использовать и для борьбы с некоторыми вредными растениями.
Послевсходовая обработка растений.
Возможны несколько вариантов применения этого метода. Его можно применить сразу, как только появятся всходы (ранняя послевсходовая обработка). После этого растения обрабатывают в любой момент их развития, в зависимости от целей обработки. Послевсходовую обработку обычно делают несколькими химическими средствами, комбинация которых усиливает их комплексное воздействие и поражает наиболее уязвимые части растения. Растения, только что закончившие процесс прорастания из семян или подземных частей, обладают наименьшим запасом питательных веществ для дальнейшего развития и поэтому особо уязвимы.
В процессе послевсходовой обработки, которая почти вся основана на контактном воздействии химических средств, надземная часть однолетних растений уничтожается полностью до уровня земли. Не обладая ресурсами для восстановления,
Химическое удаление растительности.
Этим методом удаляют надземную часть растений, не замедляя процесс оживления. В некоторых районах США его можно применять для борьбы в течение длительных периодов, когда время обработки совпадает с климатическими условиями, ограничивающими оживление. Например, в крайне засушливых районах страны, для которых характерны сезоны дождей, химические средства по этому методу целесообразно применять к концу сезона дождей.
В районах страны, где дожди и температура создают благоприятные условия для оживления растительности, целесообразно делать повторные обработки. Широкое распространение сочетания химической обработки и рассматриваемого метода при отсутствии постоянно прогрессирующего улучшения ограничивается высокой стоимостью.
Химическим методом растительность чаще всего удаляется в районах, не охваченных первоначальной программой работ, или для «исправления» участков, где первоначальная обработка по тем или иным причинам оказалась неэффективной.
Выборочное удаление растительности.
По этому методу воздействуют химическими веществами, обладающими избирательным действием на один или несколько видов растений, не нанося ущерба другим. Метод успешно применяли на некоторых железных дорогах, где хотели сохранить низкорастущие травы в полосе отвода близ переездов. Другая сфера применения данного метода — удаление высокой пышной растительности на обочинах земляного полотна и в кюветах. Необходимо учитывать возможность нанесения ущерба сельскохозяйственным культурам и другим ценным растениям в полосе отвода.
Сжигание растительности.
Этот метод довольно распространенный в отдельных районах США в прошлом, в настоящее время применяется крайне редко. Причин этому несколько: большие затраты на топливо и оплату бригад, наблюдающих за сжиганием и препятствующих загоранию шпал; загрязнение окружающей среды дымом (в современных условиях считается недопустимым). В ряде районов сжигание растительности запрещено законодательно; сжигание растительности дает только временный эффект — эту работу приходится выполнять несколько раз в течение каждого сезона.
Механическое удаление растительности.
Для удаления растительности с обочин земляного полотна, очистки полосы отвода, стрижки газонов на ограниченных территориях, в том числе застроенных, и на некоторых переездах используют машины (наиболее часто на рельсовом ходу, самоходные). Обычно ими скашивают траву в полосе, не подвергнутой химической обработке для того, чтобы уничтожить препятствия, мешающие удалять снег с пути, и улучшить видимость вдоль пути, особенно в кривых и близ переездов. Режущие штанги для эффективного выполнения работ должны выступать на длину более 10 футов от оси пути. Тогда растительность будет скашиваться за пределами химически обработанной полосы, ширина которой обычно менее 20 футов.
Машина для срезки кустарников в полосе отвода
Для механического удаления растительности полосу отвода нужно подготовить, что является дорогостоящей операцией, так как эти машины могут работать только на достаточно ровных участках, расчищенных от всякого рода препятствий. Поэтому механическое удаление растительности не получило широкого распространения.
Машины для срезки кустарника.
Эти машины бывают двух типов: на рельсовом ходу и на автотракторном. Последние могут быть колесные и гусеничные.
Машины на колесном ходу могут работать в сравнительно пересеченной местности, но непригодны в заболоченных районах. Машины на гусеничном ходу могут работать в заболоченных районах, в пересеченных местностях, районах тоннельных пересечений и глубоких выемок. Машины на автотракторном ходу проще в эксплуатации и ремонте, чем на рельсовом ходу.
Машины на рельсовом ходу срезают кустарник на расстоянии 22—26 футов от оси пути. Такими машинами можно срезать кустарник с диаметром стволов до 0,5—0,7 фута. Основное их назначение— очистка полосы отвода, используемой железнодорожным персоналом, от кустарника и травы.
Во многих случаях при бесконтрольном росте кустарника в течение нескольких лет наиболее экономично и целесообразно первоначально очистить полосу отвода машинами на рельсовом ходу для срезки кустарника. Многие виды кустарников дают сильные корневые побеги, поэтому срезка кустарника стимулирует рост почек — увеличивается густота кустарника по сравнению с первоначальной. В связи с этим опрыскивать кустарник следует в течение всего периода вегетации. Это необходимо для передачи от ветвей к корням смертоносной дозы химических веществ. Обработку можно прекратить при устойчивых результатах в борьбе с кустарником в полосе отвода.
Химические гербициды.
В последнее время стало абсолютно ясно, что соответствующим образом подобранные и используемые химические вещества остаются наиболее эффективным и экономичным средством борьбы с растительностью в полосе отвода железной дороги. Еще одно достоинство такого метода — сравнительно невысокая стоимость машин и небольшая зарплата рабочих.
Вывод, сформулированный на начальных этапах разработки химических гербицидов для использования в борьбе с растительностью и предусматривающий постоянное внимание к этой проблеме, остается неизменным. Запаздывание с работами по борьбе с растительностью усложняет и повышает трудоемкость этих работ. В результате ускоряется износ пути и растут затраты почти на все операции по текущему содержанию пути.
Борьба с растительностью требует непрерывного внимания и усилий по ряду причин, основные из которых две: растительность растет ежегодно, а основная часть почти всех компонентов по борьбе с нею, примененных в данном году, снижает свою эффективность в том же году; интенсивность снижения эффективности не зависит от объема применения вещества, поэтому увеличение дозы не дает нужного эффекта.
Типы гербицидов.
По характеру воздействия гербициды подразделяются на избирательного действия и универсального действия, по методу воздействия — на контактные, системные гормональные и системные остаточные или стерилизующие почву. Необходимо отметить, что эта классификация гербицидов не связана со структурой химических веществ, которые могут изменяться и действительно изменяются в широком диапазоне. Следует также подчеркнуть, что во всех группах имеются исключения. Например, некоторые составы, классифицируемые как контактные химические вещества, обладают эффектом последствия, а некоторые системные гормоны оказывают контактное воздействие и т. д.
Существует много других неопределенностей. Универсальные вещества, которые обычно считаются действующими на все без исключения растения, могут вызывать гибель определенных видов или даже отдельных растений в рамках одного вида только при очень высоких дозах. Эго значит, что отдельные виды или растения более чувствительны или устойчивы, чем другие, а некоторые отдельные растения часто остаются невредимыми. Эти различия объясняют множеством логических соображений. Некоторые из них относятся к индивидуальным различиям физиологии, анатомии и расположению корневой системы относительно слоев грунта, поверхности почвы и т. п. Кроме того, тип почв, в которых находится то или иное растение, может создавать большую или меньшую зону защиты. Однако, в отличие от микроорганизмов, высшие растения обладают существенно более слабым сопротивлением к химическим веществам. Поэтому повышение степени применения до смертоносного уровня обычно приводит к гибели растения. Но такой метод не всегда практичен. Более практично сочетание веществ, усиливающих наиболее действенные эффекты каждого из них и ослабляющих наименее действенные. Такие сочетания обычно более эффективны, когда исходные вещества нацелены на конкретный состав растений, подлежащих уничтожению.
Контактные гербициды.
Наиболее общий способ применения этой категории гербицидов — разбрызгивание всех контактных ядовитых для растительности веществ. Растворы могут быть водные или масляные. Из-за высокой стоимости нефтепродуктов масляные растворы в современных условиях применяются реже водных.
Контактные гербициды влияют только на ту часть растений, на которую они попали. Первичное воздействие заключается в проникновении гербицидов в защитный слой на поверхности листьев, просачивании в межклеточное пространство, из которого они повреждают клетки и вслед за этим — протоплазму растения, вызывая гибель листьев.
Поскольку эти вещества повреждают только те части растения, на которые они попали, для успеха необходимо обеспечить сплошное и равномерное покрытие всей надземной части растений. Поэтому всегда необходимо, чтобы окончательное опрыскивание производилось раствором с необходимой концентрацией хорошо смачивающих веществ. Должно быть обеспечено также общее количество раствора, которое может колебаться в определенных пределах в зависимости от объема расти тельной массы, подлежащей обработке.
Системные гормональные гербициды.
Это синтетические химические вещества, аналогичные естественным растительным гормонам, обычно воздействуют на интенсивность роста растений. Будучи нанесены на лиственный покров, они оказывают небольшой контактный эффект, проникают через вегетативные органы и распространяются по сосудистой системе растения к точкам роста. Именно здесь они оказывают массовое воздействие на нормальный процесс деления клеток растения во время активного роста. Всякое состояние окружающей среды, замедляющее рост растения (низкая температура, засуха и т. п.), снижает активность системных гормональных гербицидов
Гормоноподобные вещества обычно используются для сдерживания роста или уничтожения растений с густым лиственным покровом, являются также основным химическим компонентом программ борьбы с растительностью. Поскольку они летучие и опасны для многих важных сельскохозяйственных культур, таких, как хлопок, соевые бобы, виноград, фруктовые деревья и т. п., во многих районах США введены ограничения на применение этих химических средств в определенные периоды года. Эти ограничения учитывают устойчивость определенных видов растительности, поскольку как зерновые, так и подлежащая уничтожению растительность одинаково восприимчивы в определенные моменты времени. Это заставляет администрацию железных дорог идти на компромисс посредством выбора возможных химических веществ, которые менее ядовиты, и (или) регулировать время применения, что также часто приводит к снижению эффективности.
За исключением борьбы с кустарниками, системные гормоны обычно добавляют к смеси химических веществ, включающей контактные гербициды и остаточные системные вещества. Поскольку они поглощаются через поверхность листьев, а общая поверхность уменьшается под воздействием контактных гербицидов, ценность этих веществ в определенных условиях сомнительна. Вообще говоря, контактные яды не полностью уничтожают стойкую или густую растительность, а если и уничтожают, то не сразу.
Мясистые стебли многолетних растений с плотным лиственным покровом и деревянистые стебли винограда и куманики поглощают значительную часть этих веществ. Когда эти плотные растения восстанавливаются, процесс роста ускоряется. Именно в этот момент влияние гормональных веществ наибольшее. В сочетании с постоянным воздействием остаточных системных гербицидов гормональные существенно влияют на снижение численности растений с плотной листвой, иначе комбинированная обработка окажется малоэффективной.
Гербициды для стерилизации почвы.
Эта категория гербицидов также часто упоминается как очищающие почву химические вещества. При их применении в достаточно высоких дозах уничтожается вся растительность. В этом отношении данные гербициды не обладает избирательным действием. Однако, поскольку большое разнообразие растений (как древесных, так и травяных) требует очень больших доз для уничтожения, стоимость очистки почвы только такими средствами может быть очень высокой.
Данные вещества, хотя они и называются стерилизаторами почвы, не разрушают все жизненные проявления в почве. При внесении больших доз они лишают грунт способности поддерживать жизнь высших растений, а на микроорганизмы (грибы и бактерии) губительного влияния не оказывают. Они, за редким исключением, не обладают контактным действиям. Примером может служить хлористый натрий, обладающий как контактным, так и остаточным действием. Однако все вещества, обладающие остаточными свойствами, накапливаются в корневой системе растений, вместе с водой поднимаются к точкам роста, где они оказывают влияние на процессы фотосинтеза или образования питательных веществ, приводя к гибели растений.
Интенсивность применения системных остаточных веществ обычно определяется длительностью эффективного действия в течение одного вегетационного сезона. Вещества, большинство из которых органические, в природе также поддаются разрушению. Этот процесс разрушения (главным образом, результат воздействия микроорганизмов) оказывается сравнительно устойчивым независимо от количества примененных продуктов. Поэтому применение гербицидов с интенсивностью, достаточно высокой для стерилизации верхних почвенных слоев, и в концентрациях, необходимых для борьбы с прорастанием растений в течение более одного вегетативного сезона, труднодостижимо и дорогостояще.
Из-за сложного характера большинства веществ остаточного типа они — наиболее дорогие компоненты смесей гербицидов, особенно часто используемых железными дорогами в борьбе с растительностью. В связи с этим нужно всегда стремиться к использованию этих веществ таким образом, чтобы получить наибольший эффект их действия и одновременно удержать затраты на приемлемом уровне.
На методы применения системных остаточных гербицидов наибольшее влияние оказывают три фактора: 1) почти все эти вещества уничтожают растительность при определенном отношении объема химического вещества к объему подлежащей уничтожению растительности; 2) почти все вещества более эффективны при действии на молодые растения, когда они еще не обладают наибольшей естественной устойчивостью; 3) в окружающей среде всегда действуют силы, способствующие разрушению этих веществ, вызывая разрушение от 80 до 90% внесенного вещества в течение первого вегетационного периода.
В результате большинство этих веществ используется в комплексе, включающем контактные и системные вещества гормонального типа. Контактные вещества разрушают надземную часть растений и уменьшают площадь обработки до уровня, существующего ранней весной или в начале вегетационного периода. Послевсходовая обработка через 1—2 месяца после начала роста растений также выполняется в моменты, когда влажность стабилизировалась и в целом более равномерно способствует хорошему росту. Однолетние растения, уже взошедшие ко времени химической обработки, погибают полностью. Многолетние растения, проросшие из сохранившихся подземных частей, оживают более равномерно и быстро в более благоприятных условиях роста, чем это обычно бывает ранней весной.
Поэтому целесообразна наивысшая концентрация системных гормональных веществ и системных остаточных веществ для воздействия на минимальную поверхность уничтожаемых растений. Кроме того, значительно снижается длительность эффективной борьбы с последовательно прорастающими однолетними растениями. Для борьбы с растительностью грунты делятся на легкие, средние и тяжелые. Средние и тяжелые грунты требуют больше гербицидов для удовлетворительной борьбы с растительностью, чем легкие, но действие мер борьбы с растительностью при этих грунтах обычно длительнее. Поэтому, используя надежные знания о типах растительности, климате, грунтовых условиях и типе гербицидов, необходимые для борьбы с растительностью на комплексной основе, железные дороги могут использовать сочетания различных гербицидов в различные моменты времени для получения желательных результатов при наиболее приемлемых затратах.
Факторы, влияющие на действие гербицидов.
Основные железнодорожные линии большей частью пересекают значительные территории, проходя через несколько географических районов страны. В этих районах различные осадки, температуры, длительность вегетационного периода и т. п., и поэтому разнообразны типы и обилие растительности, с которой приходится вести борьбу.
С учетом этих обстоятельств в сочетании с различной реакцией на применение одной или более разновидностей имеющихся химических гербицидов понятно, что ни один гербицид или их сочетание не могут действовать одинаково хорошо. Большое внимание следует уделять планированию и выполнению намеченной программы, чтобы получить удовлетворительные результаты. На эффект от ожидаемого применения гербицидов в различных районах значительное влияние оказывает много факторов: тип почв, температура, осадки, микроорганизмы и методика, применения, которая в значительной степени определяет срок эффективного действия гербицида.