Interaction des herbicides dans le sol et efficacité des herbicides

Les herbicides qui atteignent le sol interagissent avec les particules du sol, l’eau, la matière organique, les micro-organismes et les conditions environnementales qui influencent leur mouvement, leur disponibilité, leur persistance, leur dégradation et leur efficacité globale après application.

Les herbicides pénètrent dans le sol par le biais d’applications en pré-plantation et en prélevée, du ruissellement du feuillage après les traitements de postlevée et de la décomposition ou de l’incorporation de résidus de culture contenant des résidus chimiques.

Ces interactions entre les herbicides du sol déterminent si les molécules restent disponibles pour l’absorption des mauvaises herbes, s’attachent fortement aux particules du sol, se déplacent dans le profil, se volatilisent ou subissent une transformation chimique et biologique.

La persistance est également importante, car un herbicide qui disparaît trop rapidement peut fournir un contrôle inadéquat des mauvaises herbes qui émergent plus tard, tandis qu’une persistance excessive peut menacer les cultures de rotation sensibles.

Par conséquent, comprendre l’interaction des herbicides dans le sol aide les agriculteurs à sélectionner les produits, les taux d’application, les délais et les pratiques de gestion appropriés pour un contrôle fiable des mauvaises herbes tout en réduisant les déplacements inutiles et les pertes environnementales.

Que signifie l’interaction entre les herbicides et le sol

L’interaction herbicide dans le sol décrit les relations physiques et chimiques entre un herbicide appliqué, les particules du sol, l’eau du sol, la matière organique, les micro-organismes et les conditions environnementales environnantes après l’application.

Ces interactions déterminent la quantité d’herbicide qui reste dissoute dans l’eau du sol et la quantité qui s’attache à l’argile, à la matière organique, aux surfaces minérales ou à d’autres composants du sol.

Une forte adsorption peut réduire l’absorption immédiate des mauvaises herbes car il reste moins de produits chimiques dans la solution du sol, bien qu’une liaison temporaire puisse également réduire le lessivage et protéger contre une perte chimique rapide.

Une faible adsorption peut laisser davantage d’herbicide disponible pour l’absorption, mais elle peut également augmenter le mouvement par ruissellement, lessivage, volatilisation ou d’autres voies de transfert.

La relation devient particulièrement importante lorsque les agriculteurs utilisent mouvement des pesticides dans le sol principes pour comprendre si les herbicides peuvent atteindre les graines de mauvaises herbes en germination sans dépasser la zone de traitement prévue.

En fin de compte, l’efficacité des herbicides dépend du maintien d’une disponibilité chimique suffisante à proximité des mauvaises herbes cibles tout en limitant les pertes qui réduisent le contrôle, augmentent les problèmes de résidus ou contaminent les ressources environnementales environnantes.

Lire aussi : Pratiques de gestion affectant la mobilité des pesticides dans le sol

Mécanismes d’absorption des herbicides dans le sol

1. Séparation hydrophobe : Ce processus déplace un herbicide organique de l’eau du sol vers la matière organique hydrophobe, où les régions non polaires fournissent des sites favorables pour retenir les molécules chimiques loin de la solution du sol.

2. Forces Londres-Van Der Waals : Ces faibles attractions se développent à partir d’une distribution temporaire d’électrons entre molécules proches, deviennent plus fortes sur des zones de contact plus grandes et influencent généralement les composés neutres ayant des poids moléculaires relativement élevés.

3. Liaison hydrogène : La liaison hydrogène crée des attractions électrostatiques plus fortes impliquant des atomes d’hydrogène et d’électronégatifs, permettant à plusieurs groupes fonctionnels herbicides d’interagir avec les surfaces organiques et les sites minéraux du sol.

4. Pontage des cations et de l’eau : Les cations métalliques échangeables peuvent relier les groupes d’herbicides polaires aux surfaces du sol, tandis que les molécules d’eau peuvent rester entre le cation et l’herbicide lorsqu’aucun déplacement direct ne se produit.

5. Interactions ioniques et de surface : Les molécules d’herbicides chargées peuvent échanger avec des sites du sol chargés de manière opposée, en particulier sur les minéraux argileux, la matière organique, les oxydes de fer et d’autres surfaces réactives dans différents environnements du sol.

Interactions hydrophobes et Van Der Waals

La séparation hydrophobe se produit lorsqu’un herbicide organique quitte la phase aqueuse et s’associe à des parties relativement hydrophobes de la matière organique du sol, réduisant temporairement sa concentration dans l’eau du sol.

Cette interaction dépend fortement des caractéristiques chimiques de l’herbicide ainsi que de la quantité et de la qualité de la matière organique présente dans l’environnement du sol.

Les forces de London-van der Waals produisent des attractions plus faibles que plusieurs autres mécanismes de liaison, mais de nombreuses interactions individuelles peuvent se combiner sur de larges surfaces de contact entre les particules du sol et les molécules d’herbicides.

Étant donné que ces forces s’affaiblissent rapidement avec la distance, les molécules doivent rester relativement proches de la surface adsorbante pour que l’interaction reste significative dans le temps.

Les agriculteurs devraient donc reconnaître que propriétés du sol affectant la mobilité des pesticides peut modifier l’équilibre entre l’herbicide retenu et l’herbicide dissous disponible pour l’absorption par les plantes.

Les données d’adsorption s’appuient souvent sur des modèles mathématiques tels que les équations de Freundlich et de Langmuir, qui aident à décrire comment les concentrations chimiques se répartissent entre la surface du sol et la solution environnante.

Liaison hydrogène et pontage d’eau

1. Liaison hydrogène : Les surfaces du sol contenant des groupes fonctionnels appropriés peuvent attirer les herbicides via des liaisons hydrogène, créant ainsi des associations plus fortes que les forces ordinaires de London-van der Waals dans des conditions comparables.

2. Attraction de surface organique : La matière organique fournit des emplacements réactifs où les molécules d’herbicides peuvent former de multiples interactions, faisant de la matière organique du sol un élément important de la rétention des herbicides.

3. Pontage des cations : Les cations échangeables peuvent former des connexions entre les molécules d’herbicides et les surfaces du sol chargées négativement, en particulier lorsque le produit chimique contient des groupes fonctionnels anioniques ou fortement polaires.

4. Pontage sur l’eau : Les molécules d’eau peuvent rester autour des cations échangeables et créer une connexion indirecte entre le cation et l’herbicide lorsque l’herbicide ne peut pas remplacer directement les molécules d’eau coordonnées.

5. Dépendance environnementale : L’humidité, la composition minérale, la matière organique et les substances dissoutes concurrentes peuvent modifier la force et la durée de ces interactions, rendant les conditions d’adsorption très variables.

Interactions d’échange d’ions et de ligands

1. Liaison anionique : Les molécules d’herbicides chargées négativement peuvent se fixer sur des sites chargés positivement sur certaines surfaces minérales acides, en particulier là où les oxydes de fer et les matériaux à charge variable fournissent des emplacements d’adsorption appropriés.

2. Échange de ligand : Un herbicide contenant des groupes carboxylates ou hydroxyles peut remplacer l’eau ou les groupes hydroxyles entourant les ions métalliques sur les surfaces minérales, produisant des associations de surface relativement fortes.

3. Protonation : Les groupes d’herbicides de base peuvent accepter des protons dans des conditions acides, modifiant leur charge et augmentant leur attraction vers les surfaces minérales chargées négativement et d’autres colloïdes du sol.

4. Échange de cations : Les herbicides chargés positivement peuvent échanger avec d’autres cations sur des surfaces argileuses et organiques chargées négativement, ce qui rend ce mécanisme particulièrement important pour les composés fortement cationiques.

5. Comportement dépendant de la charge : Le pH du sol contrôle l’ionisation chimique de nombreux herbicides, de sorte que les changements d’acidité peuvent modifier l’adsorption, la mobilité, la disponibilité, la dégradation et le risque de dommages aux cultures.

L’importance de ces mécanismes devient plus claire lorsqu’on considère facteurs du sol contrôlant la mobilité des polluants, car le pH, la teneur en argile, la matière organique et les surfaces minérales influencent la répartition chimique.

Liaison covalente et persistance des herbicides

La liaison covalente diffère de la faible adsorption réversible car elle peut créer des associations beaucoup plus fortes entre les molécules d’herbicide, les métabolites et les composants de la matière organique du sol.

Ces liaisons peuvent se former par couplage oxydatif, réactions enzymatiques ou autres voies de transformation qui attachent des résidus chimiques à des structures organiques complexes dans le sol.

Une fois que des associations covalentes se développent, l’extraction et la disponibilité biologique peuvent diminuer considérablement, ce qui peut réduire l’activité immédiate de l’herbicide tout en augmentant la quantité retenue dans le sol.

Cependant, une extractibilité réduite ne signifie pas automatiquement une élimination permanente, car les changements environnementaux peuvent parfois altérer les résidus liés ou libérer des fractions chimiques précédemment retenues.

Comprendre la persistance nécessite donc de prêter attention à facteurs influençant la dégradation des pesticides, y compris l’activité microbienne, la température, l’humidité, la chimie du sol, les propriétés des pesticides et les conditions environnementales environnantes.

Les résidus persistants peuvent créer un contrôle résiduel utile des mauvaises herbes dans certains systèmes de culture, mais une persistance excessive peut nuire aux cultures de rotation sensibles et compliquer la sélection future des herbicides.

Facteurs du sol qui affectent l’efficacité des herbicides

1. Texture du sol : Les sols sableux permettent généralement un mouvement plus rapide de l’eau, tandis que les sols riches en argile offrent une plus grande surface d’adsorption, créant différents modèles de disponibilité, de mobilité et de persistance des herbicides.

2. Matière organique : La matière organique fournit de nombreux sites de liaison pour les molécules de pesticides et peut réduire le mouvement vers le bas, bien qu’une forte rétention puisse également réduire la disponibilité immédiate pour l’absorption des mauvaises herbes.

3. Humidité du sol : L’eau entre en compétition pour les sites d’adsorption et soutient également l’activité microbienne, de sorte que les changements d’humidité peuvent influencer la dissolution, le mouvement, la dégradation et la disponibilité biologique des herbicides.

4. pH du sol : L’acidité modifie la charge et la forme chimique de nombreux herbicides, modifiant ainsi la force d’adsorption, la persistance, les voies de dégradation et la quantité restante disponible pour l’absorption par les plantes.

5. Structure du sol : L’agrégation, les fissures, les pores, le compactage et les voies d’écoulement préférentielles influencent la manière dont l’eau et les herbicides dissous se déplacent à travers le profil après une pluie ou une irrigation.

Mobilité, dégradation et sécurité des cultures des herbicides

La mobilité des herbicides détermine si l’ingrédient actif reste à proximité de la zone de traitement ou s’il se déplace vers des sols plus profonds, le ruissellement de surface, les eaux souterraines ou l’atmosphère environnante.

Le lessivage se produit lorsque l’herbicide dissous se déplace vers le bas avec l’eau qui s’infiltre, tandis que le ruissellement transporte des produits chimiques à la surface du sol lorsque les précipitations ou l’irrigation dépassent la capacité d’infiltration.

Les agriculteurs peuvent mieux gérer ces risques en comprenant conditions du site affectant la mobilité des pesticides, y compris la profondeur des eaux souterraines, la géologie, la perméabilité, les régimes de précipitations, la température et le vent.

La dégradation peut se produire par l’activité microbienne, des réactions chimiques ou la photodégradation, et chaque voie réagit différemment à l’humidité du sol, à la température, au pH, à la disponibilité de l’oxygène et à la lumière du soleil.

Recherche sur pollution des sols et contamination chimique montre également pourquoi une gestion responsable des herbicides est importante, en particulier lorsque des applications répétées pourraient contribuer à une pression environnementale à long terme.

Un timing approprié, des taux d’application corrects, des conditions de sol appropriées et une surveillance minutieuse des conditions météorologiques aident à maintenir l’efficacité des herbicides tout en réduisant les pertes inutiles et en protégeant les plantes non ciblées et les ressources en eau.

Lire aussi : Conditions du site affectant la mobilité des pesticides dans le sol

Facteurs pratiques pour une meilleure performance des herbicides

Pour obtenir une performance efficace des herbicides, les agriculteurs doivent adapter le comportement chimique aux conditions du sol, aux exigences des cultures, à la pression des mauvaises herbes, aux précipitations attendues et à la durée souhaitée de suppression des mauvaises herbes.

Les herbicides hydrosolubles peuvent se déplacer facilement après une pluie, tandis que les produits fortement adsorbés peuvent rester à proximité de la zone d’application et offrir différents modèles d’absorption et de persistance par les racines.

Pour un meilleur contrôle environnemental, les agriculteurs doivent également comprendre pratiques de gestion qui influencent le transport des pesticides, en particulier le moment de l’irrigation, le taux d’application, la méthode d’application et les conditions du champ.

La prévention du ruissellement devient particulièrement importante sur les terrains en pente, les champs compactés ou les zones recevant des précipitations intenses, car l’eau peut éloigner les résidus d’herbicides des zones de traitement prévues.

Compréhension pratiques de conservation des sols peut soutenir la gestion des herbicides, car la couverture végétale, la réduction des perturbations, l’amélioration de l’infiltration et le contrôle de l’érosion peuvent réduire le mouvement des produits chimiques à partir des champs traités.

Les agriculteurs doivent toujours suivre l’étiquette du produit pour connaître les restrictions de culture, les doses, le moment de l’application, les mesures de protection et les précautions environnementales, car les formulations diffèrent considérablement en termes de comportement et d’exigences réglementaires.

Effets environnementaux de l’interaction des herbicides dans le sol

Lorsque les herbicides dépassent leurs cibles prévues, ils peuvent affecter la végétation non ciblée, les milieux aquatiques, les organismes du sol et les cultures futures, en fonction de la concentration, de la persistance, de la voie d’exposition et de la sensibilité.

Le ruissellement de surface peut transporter des herbicides dans les ruisseaux, les étangs et les canaux de drainage, tandis que le transport vers le bas peut introduire des résidus dissous dans les eaux souterraines où les conditions pédologiques et géologiques permettent un mouvement rapide.

Le lien entre l’agriculture et la contamination de l’eau est discuté dans sources et types de pollution de l’eau, où le ruissellement agricole représente une importante voie de pollution diffuse.

La protection des eaux souterraines nécessite également un examen attentif de la solubilité des herbicides, de leur persistance, de la texture du sol, de la perméabilité, du moment de l’application, des précipitations et de la distance séparant les champs traités des eaux souterraines.

Informations sur gestion de la pollution des eaux souterraines renforce l’importance de prévenir le mouvement des produits chimiques, car l’assainissement peut devenir techniquement difficile, coûteux et long après la contamination.

Les agriculteurs peuvent réduire ces risques en évitant les applications inutiles, en évitant la surutilisation, en respectant les restrictions météorologiques, en maintenant la couverture du sol et en sélectionnant des herbicides adaptés au sol et au système de culture spécifiques.

Point de vue supplémentaire sur principes de protection de la qualité de l’eau met l’accent sur la prévention et les bonnes pratiques agricoles comme moyens pratiques de limiter la contamination diffuse provenant des fermes.

Une bonne gestion soutient également protection des ressources en eau en réduisant les possibilités pour les produits chimiques agricoles de pénétrer dans les puits, les ruisseaux, les rivières, les étangs et d’autres sources d’eau importantes.

Les problèmes de contamination des sols s’étendent au-delà de l’eau, car les apports chimiques répétés peuvent contribuer à une pollution plus large. pollution des terres lorsque les produits sont mal utilisés, renversés ou mal gérés.

Les implications plus larges de la contamination sont discutées sous effets des substances dangereuses sur le sol, y compris les impacts potentiels sur la productivité des sols, les organismes, la végétation et la qualité de l’environnement.

La gestion des produits chimiques agricoles devrait donc faire partie d’une approche plus large de gestion environnementale qui protège les fonctions du sol tout en maintenant un contrôle fiable et économiquement utile des mauvaises herbes.

Les pressions agricoles associées sont également abordées dans gestion des déchets agricoles, où les pesticides et les herbicides figurent parmi les matériaux nécessitant une manipulation soigneuse et une gestion responsable.

De même, pratiques de gestion des déchets agricoles démontrer pourquoi la prévention, un stockage approprié, une manipulation responsable et une élimination appropriée sont importants dans tous les systèmes de production agricole.

Les effets de la contamination peuvent également influencer la sécurité alimentaire, ce qui rend contamination chimique agricole des aliments une considération importante chaque fois que des résidus d’herbicides restent dans les environnements de production.

La protection des sols productifs reste essentielle, et comprendre les propriétés du sol aide les agriculteurs à interpréter comment la texture, la structure, l’eau, la matière organique et les conditions chimiques influencent le comportement des herbicides.

La gestion à long terme est également liée à gestion des ressources en sols, qui met l’accent sur le maintien des fonctions et de la capacité productive du sol tout en limitant la dégradation causée par des pratiques agricoles inappropriées.

Les décisions en matière d’utilisation des terres sont importantes parce que dégradation des terres et pression environnementale peut augmenter lorsque la contamination, l’érosion, le compactage, la salinité et une mauvaise gestion interagissent dans les paysages agricoles.

Enfin, les effets plus larges de la pollution de l’eau montrent pourquoi les pertes chimiques méritent notre attention, notamment parce que l’eau polluée peut affecter les écosystèmes et les organismes vivants lorsque les contaminants atteignent les milieux aquatiques sensibles.

Comprendre ces liens permet aux agriculteurs et aux gestionnaires de l’environnement de traiter l’interaction entre les herbicides et les sols dans le cadre d’un système intégré plutôt que de considérer la lutte contre les mauvaises herbes comme une opération chimique isolée.

Résumé sur l’interaction des herbicides dans le sol et l’efficacité des herbicides

Questions fréquemment posées sur l’interaction des herbicides dans le sol et l’efficacité des herbicides expliquées

1. Qu’est-ce que l’interaction entre les herbicides et le sol ?

Il décrit les relations entre les herbicides et les particules du sol, la matière organique, l’eau, les minéraux, les micro-organismes et les conditions environnementales qui déterminent la disponibilité, le mouvement, la persistance, la dégradation et l’efficacité des herbicides.

2. Comment l’adsorption affecte-t-elle l’efficacité des herbicides ?

Une forte adsorption peut réduire la concentration d’herbicide dans la solution du sol et limiter l’absorption des mauvaises herbes, bien qu’elle puisse également réduire le lessivage et prolonger l’activité résiduelle dans certaines conditions.

3. Pourquoi le pH du sol est-il important pour les herbicides ?

Le pH du sol peut modifier la charge de l’herbicide et la forme chimique, ce qui modifie l’adsorption, la mobilité, la dégradation, la persistance, la disponibilité et les dommages potentiels aux cultures pour certains groupes d’herbicides.

4. La matière organique peut-elle réduire le mouvement des herbicides ?

Oui. La matière organique peut fournir des sites de liaison qui retiennent les molécules d’herbicides, réduisant ainsi leur déplacement dans le sol, bien qu’une très forte rétention puisse parfois réduire leur disponibilité immédiate pour le contrôle des mauvaises herbes.

5. Comment les précipitations peuvent-elles affecter le comportement des herbicides dans le sol ?

La pluie peut déplacer les herbicides dissous dans le sol ou à la surface, améliorant potentiellement la distribution dans la zone racinaire ou provoquant le lessivage et le ruissellement lorsque le mouvement de l’eau devient excessif.

6. Pourquoi les herbicides persistants peuvent-ils endommager les cultures ultérieures ?

Un herbicide persistant peut rester biologiquement actif après la saison de culture initiale, permettant aux résidus d’affecter les cultures de rotation sensibles lorsque les conditions du sol libèrent suffisamment de produits chimiques pour être absorbés par les plantes.

7. Qu’est-ce qui détermine le mouvement des herbicides dans le sol ?

Le mouvement dépend de la solubilité de l’herbicide, de la force d’adsorption, de la persistance, de la texture du sol, de la structure, de l’humidité, de la matière organique, du pH, des précipitations, de l’irrigation, de la pente et des conditions géologiques.

8. Comment les agriculteurs peuvent-ils améliorer les performances des herbicides ?

Les agriculteurs peuvent améliorer leurs performances en sélectionnant des produits appropriés, en suivant les instructions sur l’étiquette, en appliquant les doses appropriées, en choisissant le moment approprié, en surveillant les conditions météorologiques et en tenant compte des caractéristiques du sol avant le traitement.

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