Introduction aux mauvaises herbes et aux herbicides

 Introduction aux mauvaises herbes et aux herbicides


Que sont les mauvaises herbes et leurs impacts?

Il existe de nombreuses définitions d’une mauvaise herbe. Certaines définitions courantes comprennent:

  • une plante qui n’est pas à sa place et qui n’a pas été semée intentionnellement
  • une plante qui pousse là où elle n’est pas voulue ou accueillie
  • une plante dont les vertus n’ont pas encore été découvertes
  • une plante qui est compétitive, persistante, pernicieuse et interfère négativement avec l’activité humaine

Quelle que soit la définition utilisée, les mauvaises herbes sont des plantes dont les qualités indésirables l’emportent sur leurs bons points, du moins selon les humains. Les activités humaines créent des problèmes de mauvaises herbes car aucune plante n’est une mauvaise herbe dans la nature. Bien que nous puissions essayer de manipuler la nature pour notre propre bien, la nature est persistante. Grâce à la manipulation, nous contrôlons certaines mauvaises herbes, tandis que d’autres mauvaises herbes plus graves peuvent prospérer grâce à des conditions de croissance favorables. Les mauvaises herbes sont naturellement des concurrents puissants, et les mauvaises herbes qui peuvent le mieux rivaliser ont toujours tendance à dominer.

Les humains et la nature sont impliqués dans des programmes de sélection végétale. La principale différence entre les deux programmes est que les humains élèvent des plantes pour le rendement, tandis que la nature élève des plantes pour leur survie.

Caractéristiques des mauvaises herbes

Il existe environ 250 000 espèces de plantes dans le monde; parmi ceux-ci, environ 3 pour cent, soit 8 000 espèces, se comportent comme des mauvaises herbes. Sur ces 8 000, seuls 200 à 250 sont des problèmes majeurs dans les systèmes de culture mondiaux. Une plante est considérée comme une mauvaise herbe si elle possède certaines caractéristiques qui la distinguent des autres espèces végétales. Les mauvaises herbes possèdent une ou plusieurs des caractéristiques suivantes qui leur permettent de survivre et de grandir dans la nature:

  • production abondante de graines
  • établissement rapide de la population
  • dormance des graines
  • survie à long terme des semences enfouies
  • adaptation à la propagation
  • présence de structures de reproduction végétative
  • capacité à occuper des sites perturbés par les humains

Production abondante de semences

Les mauvaises herbes peuvent produire des dizaines ou des centaines de milliers de graines par plante, alors que la plupart des plantes cultivées ne produisent que plusieurs centaines de graines par plante. Voici quelques exemples du nombre approximatif de graines produites par mauvaise herbe:

  • sétaire géante – 10000
  • petite herbe à poux – 15000
  • pourpier – 52000
  • quartiers d’agneaux – 72000
  • amarante – 117000

Puisque la plupart des mauvaises herbes déposent leurs graines dans le sol, le nombre de graines dans le sol augmente rapidement d’année en année si les mauvaises herbes ne sont pas gérées. Bien que de nombreuses graines de mauvaises herbes ne soient pas viables, mangées par les animaux ou les insectes, ou se décomposent plusieurs mois après leur dépôt, des centaines de millions de graines de mauvaises herbes viables par acre peuvent toujours être présentes et en attente de germer.

Établissement rapide de la population

La plupart des mauvaises herbes peuvent germer et s’établir assez rapidement. Ils produisent également des graines viables même dans des conditions environnementales et pédologiques qui ne sont pas favorables à la plupart des plantes cultivées. Dans des conditions idéales, les populations de mauvaises herbes denses peuvent prospérer et facilement surpasser une culture si elles ne sont pas contrôlées. Dans de mauvaises conditions, certaines mauvaises herbes peuvent s’adapter et produire des graines viables dans un laps de temps relativement court (6 à 8 semaines).

Dormance des semences

La dormance est essentiellement une étape de repos ou un état temporaire dans lequel les graines de mauvaises herbes ne germent pas en raison de certains facteurs. La dormance est un mécanisme de survie qui empêche la germination lorsque les conditions de survie sont mauvaises. Par exemple, les graines de mauvaises herbes annuelles d’été ne germent généralement pas à l’automne, ce qui les empêche d’être tuées par les conditions hivernales froides. Les divers facteurs qui affectent la dormance sont la température, l’humidité, l’oxygène, la lumière, la présence d’inhibiteurs chimiques, le tégument dur et les embryons immatures. Il existe plusieurs types de dormance, mais les termes les plus couramment utilisés pour décrire la dormance sont innés, induits et imposés.

Dormance innée ou primaire inhibe la germination au moment où les graines sont excrétées de la plante. Une fois que les graines se sont brisées de la plante mère, il faut du temps aux embryons immatures pour se développer, des inhibiteurs naturels pour se lessiver ou des températures extrêmes pour casser les téguments durs des graines et permettre la germination. Ces conditions provoquent une dormance innée et, une fois perdue, ce type de dormance ne peut plus se reproduire.

Dormance induite est une dormance temporaire qui se produit lorsqu’une graine est exposée à des températures chaudes ou froides. Il continue après le changement de température et empêche la germination au mauvais moment de l’année. La dormance est interrompue par des températures opposées à celles qui l’ont induite.

La chaleur estivale induit la dormance des mauvaises herbes annuelles d’été telles que la sétaire glauque et l’amarante, empêchant la germination à l’automne. Les températures froides de l’automne et de l’hiver interrompent cette dormance (généralement au milieu de l’hiver) et les graines germent au printemps lorsque les conditions sont favorables. Dans les mauvaises herbes annuelles d’hiver, le processus est inversé.

La dormance peut être induite dans de nombreuses graines de mauvaises herbes lorsqu’un couvert végétal filtre la lumière du soleil, ombrage le sol et réduit la germination. La dormance peut être induite à maintes reprises tant que les graines restent viables.

Dormance forcée se produit lorsque les conditions environnementales – températures froides, manque d’humidité ou d’oxygène, et parfois une concentration élevée de sel dans le sol – sont défavorables. Lorsque les limitations sont supprimées, les graines germent librement. Les graines de mauvaises herbes annuelles d’été perdent leur dormance induite au milieu de l’hiver et, sans les températures froides, germent à ce moment-là.

Les graines de différentes espèces de mauvaises herbes ont diverses exigences de température pour la germination. Le mouron d’Amérique peut germer sous la couverture de neige, tandis que le pourpier commun ne germera pas tant que la température du sol n’atteindra pas 70 à 75 ° F. Les graines de culture sont généralement plantées à ou près de la température optimale du sol nécessaire pour une germination rapide – une température qui est également idéale pour certaines graines de mauvaises herbes.

Les graines ont besoin d’eau pour germer. Les graines dans les sols secs peuvent rester dormantes même lorsque tous les autres facteurs favorisant la germination sont favorables.

La disponibilité de l’oxygène influence également la capacité d’une graine à germer. L’eau peut remplir les pores du sol et exclure l’air, limitant la germination dans les sols très humides. Le compactage du sol peut également réduire l’apport d’oxygène et empêcher la germination des graines. Le labour profond, le travail du sol ou le binage peuvent amener les graines enfouies à la surface, où elles germent facilement lorsqu’elles sont exposées à l’oxygène.

Survie à long terme des semences enfouies

Si les conditions sont adéquates, les graines de mauvaises herbes enfouies ont le potentiel de rester viables pendant 40 ans ou plus. Les graines de mauvaises herbes à feuilles larges ont tendance à durer plus longtemps dans le sol que les graines de mauvaises herbes graminées, car elles ont généralement des téguments plus résistants. Dans la plupart des cas, la majorité des graines n’existent dans le sol que pendant quelques années en raison de la germination, de la décomposition, de l’alimentation des prédateurs ou d’autres facteurs. Cependant, avec le grand nombre de graines produites, un petit pourcentage peut rester viable pour la survie à long terme.

Adaptation pour Spread

Les mauvaises herbes ont certains mécanismes pour une dispersion facile des graines. La plupart des graines ou des gousses ont des structures spéciales qui leur permettent de s’accrocher, de voler ou de flotter. Les gousses de graines de cocklebur et de bardane ont des crochets qui se fixent à la fourrure ou aux plumes des animaux; les graines de dock bouclés ont des structures en forme de vessie qui leur permettent de flotter; et les graines d’asclépiade, de pissenlit et de chardon ont un pappus plumeux qui leur permet d’être transportées par le vent. D’autres mauvaises herbes, telles que le jewelweed ou le snapweed, ont des gousses qui «explosent» lorsque les graines sont mûres, les projetant à plusieurs mètres de la plante mère. Les mauvaises herbes peuvent également se propager lorsque les animaux ou les oiseaux mangent leurs fruits et déposent les graines avec leurs excréments. Les graines de mauvaises herbes peuvent être largement répandues par les semences de cultures, les céréales, le foin fourrager et la paille. Ces activités humaines et d’autres expliquent probablement la propagation à longue distance des mauvaises herbes.

Structures de reproduction végétative

La plupart des mauvaises herbes vivaces possèdent des structures végétatives spéciales qui leur permettent de se reproduire de manière asexuée et de survivre. Ces structures pérennes contiennent des glucides (réserves alimentaires, sucres), ont de nombreux bourgeons dans lesquels de nouvelles plantes peuvent apparaître, et comprennent les éléments suivants:

  • stolons– au-dessus du sol, tiges horizontales qui s’enracinent aux nœuds (p. ex. digitaire, chiendent, lierre terrestre)
  • rhizomes– tiges épaissies en dessous du sol qui poussent horizontalement dans les couches supérieures du sol (p. ex. chiendent, chiendent, wirestem muhly, chardon des champs)
  • tubercules– rhizomes élargis avec entre-nœuds compressés situés aux extrémités des rhizomes (par exemple, souchet jaune, topinambour, pomme de terre)
  • ampoules– tissus foliaires modifiés pour le stockage des glucides qui sont situés à la base de la tige ou sous la ligne du sol (par exemple, ail sauvage, oignon)
  • racines en herbe– des racines modifiées qui peuvent stocker des glucides et pousser à la fois verticalement et horizontalement (p.ex., chènevis de chanvre, chardon des champs)

Malgré ces structures de reproduction végétative, de nombreuses plantes vivaces se reproduisent également par graines. Certains dépendent fortement de la reproduction par graines (par exemple, le pissenlit), tandis que pour d’autres, c’est moins important (par exemple, le souchet jaune).

Capacité d’occuper des sites perturbés

Les mauvaises herbes sont très opportunistes. Lorsque les conditions sont adéquates, les graines de mauvaises herbes germent et colonisent si elles ne sont pas contrôlées. Lorsqu’un site est perturbé, les mauvaises herbes sont généralement les premières à émerger. Si une mauvaise herbe s’établit en premier, elle a l’avantage compétitif sur les plantes cultivées ou la végétation souhaitable.

Problèmes avec les mauvaises herbes

Les mauvaises herbes sont gênantes à bien des égards. Principalement, ils réduisent le rendement des cultures en se faisant concurrence pour:

  • l’eau
  • lumière
  • nutriments du sol
  • espace
  • CO2

Voici d’autres problèmes associés aux mauvaises herbes:

  • réduire la qualité des récoltes en contaminant le produit
  • interférer avec la récolte
  • servir d’hôtes pour les maladies des cultures ou fournir un abri aux insectes pour hiverner
  • limiter le choix des séquences de rotation des cultures et des pratiques culturales
  • produire des substances chimiques qui peuvent être des allergines ou des toxines pour les humains, les animaux ou les plantes cultivées (allélopathie)
  • produire des épines et des tiges ligneuses qui causent des irritations et des écorchures de la peau, de la bouche ou des sabots du bétail
  • être disgracieux, dominant, agressif ou peu attrayant
  • obstruer la visibilité le long des routes, interférer avec la livraison des services publics (lignes électriques, fils téléphoniques), obstruer l’écoulement de l’eau dans les cours d’eau et créer des risques d’incendie
  • détérioration accélérée des aires de loisirs, des stationnements, des bâtiments et de l’équipement
  • envahir des espèces de mauvaises herbes exotiques qui peuvent déplacer des espèces indigènes dans des zones naturelles stabilisées

Les mauvaises herbes réduisent le rendement et la qualité des cultures et se disputent les ressources nécessaires.

Coûts des mauvaises herbes

Les mauvaises herbes sont communes sur les 485 millions d’acres de terres cultivées aux États-Unis et sur près d’un milliard d’acres de parcours et de pâturages. Étant donné que les mauvaises herbes sont si courantes, les gens ne comprennent généralement pas leur impact économique sur les pertes de récolte et les coûts de contrôle. En 2003, on estimait que la non-utilisation d’herbicides et la substitution probable de solutions de remplacement (c.-à-d. Culture, désherbage manuel) entraîneraient une perte de 13,3 milliards de dollars en production d’aliments et de fibres. L’impact total de la non-utilisation d’herbicides serait une perte de revenu de 21 milliards de dollars, qui comprend 7,7 milliards de dollars en coûts accrus de lutte contre les mauvaises herbes et 13,3 milliards de dollars en pertes de rendement. Au début des années 90, la perte monétaire annuelle moyenne estimée causée par les mauvaises herbes, avec les stratégies de lutte actuelles pour les 46 cultures cultivées aux États-Unis, était de plus de 4 milliards de dollars. Si les herbicides n’étaient pas utilisés, cette perte était estimée à 20 milliards de dollars. Les pertes de grandes cultures représentaient plus de 80 pour cent de ce total. D’autres sources estiment que les agriculteurs américains dépensent chaque année plus de 3,5 milliards de dollars en lutte chimique contre les mauvaises herbes et plus de 2,5 milliards de dollars en méthodes culturales et autres de lutte. Le coût total des mauvaises herbes aux États-Unis pourrait avoisiner 15 à 20 milliards de dollars. Le contrôle des mauvaises herbes et les autres coûts d’intrants (p. Ex., Semences, engrais, autres pesticides, carburant) varient selon la culture. Par exemple, au milieu des années 1990, les herbicides pour le soya coûtaient environ 30 $ l’acre, soit environ la moitié du total des intrants achetés par acre. Pour le maïs, le coût était d’environ 32 $ l’acre, soit environ un quart du total des intrants achetés par acre. Les coûts de lutte contre les mauvaises herbes pour le blé sont d’environ 6 $ l’acre, soit environ 5 pour cent du total des intrants achetés par acre. Une décennie plus tard, ces coûts sont à peu près les mêmes. Cependant, dans la plupart des situations, l’utilisation d’herbicides reste le moyen le plus économique de lutter contre les mauvaises herbes. L’USDA estime que les coûts de lutte contre les mauvaises herbes pour les producteurs de légumes biologiques en Californie peuvent être de 1 000 $ l’acre contre 50 $ l’acre que les cultivateurs conventionnels dépensent en herbicides. Plusieurs facteurs aident à déterminer les coûts relatifs des herbicides d’une culture à une autre, y compris la capacité compétitive de la culture, les mauvaises herbes présentes, la contribution des pratiques de lutte non chimiques, la méthode de travail du sol, les décisions de gestion, le type de semences de culture utilisées (p. variété OGM normale ou résistante) et la valeur de la culture. Les mauvaises herbes causent non seulement des pertes dans les cultures, mais peuvent également affecter la production animale si des mauvaises herbes vénéneuses sont présentes ou si les mauvaises herbes envahissent et rendent le pâturage inutile.

Avantages des mauvaises herbes

Malgré les effets négatifs des mauvaises herbes, certaines plantes généralement considérées comme des mauvaises herbes peuvent en fait offrir certains avantages, tels que:

  • stabiliser et ajouter de la matière organique aux sols
  • fournir un habitat et de la nourriture à la faune
  • fournir du nectar aux abeilles
  • offrant des qualités esthétiques
  • servant de réservoir génétique pour des cultures améliorées
  • fourniture de produits pour la consommation humaine et à usage médical
  • créer des opportunités d’emploi

Les mauvaises herbes ont un caractère controversé. Mais pour l’agriculteur, ce sont des plantes qui doivent être gérées de manière économique et pratique afin de produire des denrées alimentaires, des aliments pour animaux et des fibres pour les humains et les animaux. Dans ce contexte, les impacts négatifs des mauvaises herbes affectent indirectement tous les êtres vivants.

Écologie et biologie des mauvaises herbes

Seulement environ 40 pour cent des mauvaises herbes trouvées aux États-Unis sont indigènes, tandis que les 60 pour cent restants sont considérés comme exotiques ou importés.

Origine des mauvaises herbes

Les mauvaises herbes sont présentes dans le monde entier. Cependant, tous ne sont pas communs dans toutes les régions. Comme les mauvaises herbes peuvent se propager facilement, de plus en plus sont disséminées dans des endroits où elles n’ont pas été trouvées à l’origine. Seulement environ 40 pour cent des mauvaises herbes trouvées aux États-Unis sont indigènes, tandis que les 60 pour cent restants sont considérés comme exotiques ou importés. Voici quelques exemples de mauvaises herbes et de leurs origines:

  • États Unis– herbe à poux commune et géante, asclépiade commune, panic d’automne, calotte commune, sumac vénéneux, marestail (horseweed), morelle, tournesol sauvage ou commun et oignon sauvage
  • Amérique du Sud– espèces de varicelles et sida épineux
  • L’Europe – chiendent, mouron d’Amérique, chardon des champs, quarts d’agneau, pourpier commun, ail sauvage et sétaire glauque
  • Asie ou Afrique–Johnsongrass, carotte sauvage, sétaire géante, feuille de velours, kudzu et sorcière

Questions et réponses concernant les préoccupations concernant les plantes non indigènes et envahissantes

Adapté de Swearingen, J., K. Reshetiloff, B. Slattery et S. Zwicker. 2002. Envahisseurs de plantes des zones naturelles du milieu atlatique. Washington, D.C .: National Park Service et U.S. Fish & Wildlife Service.

Que sont les espèces indigènes?

Une espèce indigène se produit naturellement dans un endroit particulier sans intervention humaine. Les espèces originaires d’Amérique du Nord sont généralement reconnues comme celles présentes sur le continent avant la colonisation européenne. Les plantes non indigènes sont des espèces qui ont été introduites dans une zone par des personnes d’autres continents, états, écosystèmes et habitats. De nombreuses plantes non indigènes ont une grande valeur économique pour l’agriculture, la foresterie, l’horticulture et d’autres industries et représentent peu ou pas de menace pour nos écosystèmes naturels. D’autres sont devenus envahissants et représentent une grave menace écologique.

Les plantes envahissantes, comme les chèvrefeuilles exotiques, sont agressives, déplacent les espèces indigènes, réduisent la valeur des terres et peuvent être difficiles et coûteuses à contrôler.

Que sont les plantes envahissantes?

Les plantes envahissantes se reproduisent rapidement, se propagent sur de vastes zones du paysage et ont peu ou pas de contrôle naturel, comme les herbivores et les maladies, pour les maîtriser. De nombreuses plantes envahissantes partagent certaines caractéristiques importantes qui leur permettent de se développer de manière incontrôlable: (1) se propageant de manière agressive par les coureurs ou les rhizomes; (2) produire un grand nombre de graines qui survivent pour germer; et (3) disperser les graines loin de la plante mère par divers moyens tels que le vent, l’eau, la faune et les humains.

Comment les plantes envahissantes sont-elles introduites?

Les gens introduisent des plantes exotiques dans de nouvelles régions, volontairement et par accident, par divers moyens. Certaines espèces (par exemple, le kudzu, la kochia, la rose multiflora, la renouée du Japon et la chancelière) sont introduites pour être utilisées dans le jardinage et l’aménagement paysager ou pour le contrôle de l’érosion, le fourrage et à d’autres fins. D’autres entrent sans le savoir sur divers produits importés ou dans le sol, l’eau et d’autres matériaux utilisés pour le ballast des navires. De nombreuses plantes aquatiques envahissantes sont introduites en déversant des plantes d’aquarium indésirables dans les cours d’eau. Une fois établies dans un nouvel environnement, certaines espèces exotiques prolifèrent et s’étendent sur de vastes zones, devenant des ravageurs envahissants.

Comment les plantes envahissantes se propagent-elles?

Plantes envahissantes disséminées par graines, croissance végétative (production de nouvelles plantes à partir de rhizomes, pousses, tubercules, etc.), ou les deux. Les graines, les racines et autres fragments de plantes sont souvent dispersés par le vent, l’eau et la faune. Les animaux propagent des plantes envahissantes en consommant des fruits et en déposant des graines, ainsi qu’en transportant des graines sur leurs pattes et leur fourrure. Les gens aident également à propager les plantes envahissantes en transportant des graines et d’autres parties de plantes sur les chaussures, les vêtements et l’équipement et en utilisant de la terre et du paillis contaminés. Les plantes aquatiques envahissantes se propagent souvent lorsque des parties de la plante se fixent aux ancres et aux hélices des bateaux.

Pourquoi les plantes envahissantes sont-elles un problème dans les zones naturelles?

Comme une armée d’invasion, les plantes envahissantes prennent le dessus et dégradent les écosystèmes naturels. Les plantes envahissantes perturbent le réseau complexe de la vie des plantes, des animaux et des micro-organismes et se disputent des ressources naturelles limitées. Les plantes envahissantes ont un impact sur la nature de plusieurs manières, notamment en poussant et en se propageant rapidement sur de grandes surfaces, en déplaçant les plantes indigènes (y compris certaines espèces très rares), en réduisant la nourriture et les abris pour la faune indigène, en éliminant les plantes hôtes des insectes indigènes et en se disputant les pollinisateurs de plantes indigènes. Certains envahisseurs se propagent si rapidement qu’ils déplacent la plupart des autres plantes, transformant une forêt, une prairie ou une zone humide en un paysage dominé par une espèce. Ces «monocultures» (peuplements d’une seule espèce végétale) ont peu de valeur écologique et réduisent considérablement la diversité biologique naturelle d’une zone.

Les plantes envahissantes affectent également le type d’activités récréatives que nous pouvons pratiquer dans les zones naturelles, comme la navigation de plaisance, l’observation des oiseaux, la pêche et l’exploration. Certaines espèces envahissantes deviennent si épaisses qu’il est impossible d’accéder aux cours d’eau, aux forêts et à d’autres zones. Une fois établies, les plantes envahissantes nécessitent énormément de temps, de travail et d’argent pour être contrôlées ou éliminées. Les espèces envahissantes coûtent aux États-Unis environ 34,7 milliards de dollars chaque année en efforts de lutte et en pertes agricoles.

Comment prévenir la propagation des plantes envahissantes

Familiarisez-vous avec les espèces végétales envahissantes de votre région (tableau 1). Lors de la sélection de plantes pour l’aménagement paysager, évitez d’utiliser des espèces envahissantes connues et des espèces exotiques présentant des qualités envahissantes. Demandez des alternatives végétales indigènes à votre pépinière. Obtenez une liste de plantes indigènes de votre état auprès de votre société végétale indigène, de l’agence nationale des ressources naturelles ou du US Fish and Wildlife Service. Si vous avez déjà planté des espèces envahissantes sur votre propriété, envisagez de les supprimer et de les remplacer par des espèces indigènes.

Tableau 1. Liste des espèces végétales envahissantes sélectionnées communes au nord-est. Pour plus d’informations sur ces plantes et d’autres plantes envahissantes, reportez-vous au Centre pour les espèces envahissantes et la santé des écosystèmes site Internet.

Plantes aquatiques
  • Myriophylle à épi (Myriophyllum spicatum)
  • Hydrilla (Hydrilla verticillata)
  • Chataigne d’eau (Trapa natans)
Plantes herbacées
  • Moutarde à l’ail (Alliaria petiolata)
  • Renouée japonaise (Polygonum cuspidatum)
  • Stiltgrass japonais (Microstegium vimineum)
  • Salicaire violette (Lythrum salicaria)
  • Berce du Caucase (Heracleum mantegazzianum)
  • Bambous, exotiques (Bambusa, Phyllostachys, et Pseudosassa espèce)
  • Centaurée tachetée (Centaurea biebersteinii)
Arbustes
  • Olive d’automne (Elaeagnus umbellata)
  • Chèvrefeuilles Bush, exotiques (Lonicera espèce)
  • Épine-vinette japonaise (Berberis thunbergii)
  • Rose multiflore (Rosa multiflora)
  • Les troènes (Ligustrum espèce)
  • Buisson ardent ailé (Euonymus alata)
  • Arbre aux papillons (Buddleja espèce)
Des arbres
  • Poire Bradford (Pyrus calleryana ‘Bradford’)
  • Érable de Norvège (Acer platanoides)
  • Arbre de paradis (Ailanthus altissima)
Des vignes
  • Kudzu (Pueraria montana v. lobata)
  • Mille-une-minute (Polygonum perfoliatum)
  • Doux-amer oriental (Celastrus orbiculatus)
  • Porcelaine (Ampelopsis brevipedunculata)
  • Chèvrefeuille japonais (Lonicera japonica)

Classification des mauvaises herbes

Presque toutes les plantes sont catégorisées par une sorte de système de classification des plantes et reçoivent un nom scientifique pour les identifier n’importe où dans le monde. Les mauvaises herbes sont également classées par divers moyens. En général, ils peuvent être classés en fonction de leur structure et de leur apparence (par exemple, des points [broadleaves] et monocotylédones [grasses and sedges]), l’habitat ou la physiologie. Un système de catégorisation commun les regroupe en fonction de leur cycle de vie (durée de vie). Les trois principaux groupes de cycle de vie sont les annuelles, les bisannuelles et les plantes vivaces.

Annuelles

Les annuelles sont généralement divisées en mauvaises herbes annuelles d’été et annuelles d’hiver. Annuelles d’été germent au printemps, mûrissent, produisent des graines et meurent en une saison de croissance. La digitaire, la sétaire géante, l’amarante lisse, le quartier d’agneau commun, la petite herbe à poux, la feuille de velours, le galinsoga velu et le pourpier commun sont des exemples d’annuelles d’été gênantes.

Annuelles d’hiver germent à la fin de l’été ou à l’automne, mûrissent, produisent des graines, puis meurent le printemps ou l’été suivant. Des exemples d’annuelles d’hiver comprennent la mouron d’Amérique, le henbit, le berger, le brome duveteux et le pâturin annuel. (Certaines sous-espèces de pâturin annuel peuvent parfois fonctionner comme une plante vivace.)

Biennales

Les mauvaises herbes bisannuelles poussent à partir de graines à tout moment pendant la saison de croissance. Ils produisent normalement une rosette de feuilles près de la surface du sol la première année, puis fleurissent, mûrissent et meurent au cours de la deuxième année. Une vraie biennale ne produit jamais de fleurs ni de graines la première année. Il y a relativement peu de mauvaises herbes bisannuelles. Quelques exemples incluent la carotte sauvage, la bardane commune, le taureau et le chardon musqué et la pruche empoisonnée.

Vivaces

Les mauvaises herbes vivaces vivent plus de deux ans et peuvent être divisées en deux groupes: simples et rampantes. Vivaces simples forment une racine pivotante profonde et se propagent principalement par dispersion des graines. Quelques exemples de plantes vivaces simples comprennent le pissenlit, le plantain à feuilles larges, le dock bouclé / à feuilles larges et le pokeweed commun. Vivaces rampantes peut être herbacée ou ligneuse et peut se propager à la fois par les structures végétatives et par les graines. Certaines plantes herbacées vivaces courantes comprennent le chardon des champs, l’asclépiade commune, le dogbane du chanvre, la renoncule rampante, le speedwell élancé, le lierre terrestre, le chiendent et le souchet jaune. Quelques exemples de plantes vivaces ligneuses comprennent l’herbe à puce, la rose multiflore, la renouée du Japon, le bambou, les ronces, le raisin sauvage et la vigne vierge. Les plantes vivaces rampantes s’établissent par graines ou par parties végétatives. Étant donné que les mauvaises herbes vivaces vivent indéfiniment, leur persistance et leur propagation ne dépendent pas autant des graines que les deux autres groupes de mauvaises herbes.

A. Le mouron d’Amérique peut être un problème dans les grandes cultures, les jardins, les pelouses et bien d’autres régions. B. Les bisannuelles, comme la carotte sauvage, sont contrôlées plus facilement au cours de leur première année de croissance. C. Pour la suppression des mauvaises herbes vivaces, le meilleur moment pour tondre ou appliquer un herbicide efficace est au stade de la croissance du bourgeon à la floraison et / ou à l’automne.

Techniques de gestion des mauvaises herbes

Étant donné que les mauvaises herbes sont si répandues dans de nombreuses zones du paysage, des techniques de gestion sont nécessaires pour maintenir l’ordre.

La lutte contre les mauvaises herbes est plus efficace lorsqu’elle implique une approche intégrée utilisant une variété de méthodes. Les méthodes couramment utilisées pour lutter contre les mauvaises herbes comprennent la prévention et les moyens culturaux, mécaniques, biologiques et chimiques.

La prévention

Des méthodes préventives sont utilisées pour arrêter la propagation des mauvaises herbes. Prévenir l’introduction de mauvaises herbes est généralement plus facile que de les contrôler après leur établissement. Les pratiques préventives comprennent le nettoyage de l’équipement de travail du sol et de récolte des graines de mauvaises herbes et des structures végétatives; la plantation de semences de cultures certifiées sans mauvaises herbes; et le contrôle des mauvaises herbes dans les basses-cours, autour des structures et le long des clôtures, des routes et des talus de fossés.

Culturel

Les techniques culturales et de gestion des cultures fournissent une culture saine pour mieux concurrencer les mauvaises herbes. La concurrence des cultures peut être une aide peu coûteuse et efficace à la lutte contre les mauvaises herbes si elle est utilisée à son meilleur avantage. Des exemples de techniques culturales comprennent le suivi des recommandations d’analyse du sol pour les engrais et la chaux; sélectionner les meilleures variétés de cultures; planter des populations de cultures denses au bon moment; rechercher régulièrement dans les champs les mauvaises herbes, les insectes et les maladies et les contrôler si nécessaire; et inclure les rotations des cultures dans le système. Le compostage, l’ensilage ou l’alimentation du bétail avec des mauvaises herbes ou des cultures infestées de mauvaises herbes peuvent détruire la viabilité des graines de mauvaises herbes. La chaleur et / ou les acides digestifs décomposent la majorité des graines de mauvaises herbes. Cependant, certaines graines traversent le bétail indemnes et peuvent germer si elles sont redistribuées sur la terre.

La prévention de la propagation des mauvaises herbes comprend le contrôle des mauvaises herbes autour des granges et le long des clôtures, des routes, des fossés et des terres boisées.

Mécanique

Les techniques mécaniques ou physiques détruisent les mauvaises herbes ou rendent l’environnement moins favorable à la germination des graines et à la survie des mauvaises herbes. Ces techniques comprennent le tirage manuel, le binage, le fauchage, le labour, le disque, la culture et le creusement. Le paillage (paille, copeaux de bois, gravier, plastique, etc.) peut également être considéré comme un moyen de contrôle mécanique car il utilise une barrière physique pour bloquer la lumière et empêcher la croissance des mauvaises herbes.

Les désherbeurs à dents et les cultivateurs peuvent être utilisés pour contrôler les semis de mauvaises herbes.

Biologique

La lutte biologique contre les mauvaises herbes implique l’utilisation d’autres organismes vivants, tels que les insectes, les maladies ou le bétail, pour la gestion de certaines mauvaises herbes. En théorie, la lutte biologique est bien adaptée à un programme de lutte intégrée contre les mauvaises herbes. Cependant, les limites de la lutte biologique sont qu’il s’agit d’une entreprise à long terme, ses effets ne sont ni immédiats ni toujours adéquats, seules certaines mauvaises herbes sont des candidates potentielles et le taux d’échec des efforts de lutte biologique passés a été assez élevé. Il y a eu quelques exemples de réussite d’espèces de mauvaises herbes gérées avec des agents de lutte biologique contre les insectes ou les maladies. Les herbivores tels que les moutons et les chèvres peuvent fournir un contrôle efficace de certaines mauvaises herbes communes des pâturages. Les recherches se poursuivent dans ce domaine de la lutte contre les mauvaises herbes.

Chimique

Les herbicides peuvent être définis comme des produits chimiques de protection des cultures utilisés pour tuer les plantes adventices ou interrompre la croissance normale des plantes. Les herbicides constituent un moyen pratique, économique et efficace de lutter contre les mauvaises herbes. Ils permettent de planter les champs avec moins de travail du sol, permettent des dates de plantation plus précoces et donnent plus de temps pour effectuer les autres tâches que la ferme ou la vie personnelle exigent. En raison de la réduction du travail du sol, l’érosion des sols a été réduite d’environ 3,5 milliards de tonnes en 1938 à un milliard de tonnes en 1997, réduisant ainsi le sol de pénétrer dans les cours d’eau et diminuant la qualité des eaux de surface du pays. Sans utilisation d’herbicides, l’agriculture sans labour devient impossible. Cependant, l’utilisation d’herbicides comporte également des risques qui incluent des effets environnementaux, écologiques et sur la santé humaine. Il est important de comprendre à la fois les avantages et les inconvénients associés au contrôle chimique des mauvaises herbes avant de choisir le contrôle approprié.

Les herbicides ne sont peut-être pas une nécessité dans certaines fermes ou dans certains milieux paysagers, mais sans l’utilisation de lutte chimique contre les mauvaises herbes, les méthodes de lutte mécanique et culturale deviennent d’autant plus importantes. Il existe de nombreux types d’herbicides parmi lesquels choisir. De nombreux facteurs déterminent quand, où et comment un herbicide particulier peut être utilisé le plus efficacement. Comprendre certains de ces facteurs vous permet d’utiliser au maximum les herbicides.

Herbicides

Les herbicides peuvent être classés de plusieurs façons, y compris par spectre de lutte contre les mauvaises herbes, utilisation des cultures étiquetées, familles chimiques, mode d’action, moment / méthode d’application, et autres.

Pour cette publication, les herbicides seront regroupés selon le mode et le site d’action, qui sont également importants pour comprendre la résistance aux herbicides des mauvaises herbes.

Les herbicides de contact ne tuent que les parties de la plante en contact avec le produit chimique, alors que les herbicides systémiques sont absorbés par les racines ou le feuillage et transférés (déplacés) dans toute la plante. L’activité herbicide peut être sélective ou non sélective. Des herbicides sélectifs sont utilisés pour tuer les mauvaises herbes sans endommager significativement les plantes désirables. Les herbicides non sélectifs tuent ou blessent toutes les plantes présentes s’ils sont appliqués à une dose adéquate.


Les herbicides constituent un moyen pratique, économique et efficace de lutter contre les mauvaises herbes.

Mode herbicide et site d’action

Pour être efficaces, les herbicides doivent:

  • contacter adéquatement les plantes
  • être absorbé par les plantes
  • se déplacer dans les plantes vers le site d’action sans être désactivé
  • atteindre des niveaux toxiques sur le site d’action

Le terme «mode d’action» se réfère à la séquence d’événements depuis l’absorption dans les plantes jusqu’à la mort de la plante, ou, en d’autres termes, comment un herbicide agit pour blesser ou tuer la plante. Le site spécifique affecté par l’herbicide est appelé «site ou mécanisme d’action». Comprendre le mode d’action des herbicides est utile pour savoir quels groupes de mauvaises herbes sont tués, spécifier les techniques d’application, diagnostiquer les problèmes de dommages causés par les herbicides et prévenir les mauvaises herbes résistantes aux herbicides.

Une méthode courante de regroupement des herbicides est leur mode d’action. Bien qu’un grand nombre d’herbicides soient disponibles sur le marché, plusieurs ont des propriétés chimiques et une activité herbicide similaires. Les herbicides ayant une chimie commune sont regroupés en «familles». En outre, deux ou plusieurs familles peuvent avoir le même mode d’action et peuvent donc être regroupées en «classes». Le tableau 2 répertorie plusieurs groupes d’herbicides et des informations relatives à leur mode d’action.

La section suivante donne un bref aperçu des fonctions des herbicides dans la plante et des symptômes de dommages associés pour chacune des classes d’herbicides du tableau 2.

Tableau 2. Groupes d’herbicides importants et exemples pour les cultures agronomiques et horticoles, le gazon, la sylviculture et les zones industrielles en Pennsylvanie.
Mode d’action (classe) Site d’action Groupe WSSA Famille Ingrédient actif Appellations commerciales)*
* Seuls les noms commerciaux sélectionnés apparaissent. Certains ingrédients actifs peuvent avoir d’autres noms commerciaux ou être contenus dans des mélanges préemballés.
Régulateurs de croissance des plantes (PGR) IAA comme 4 phénoxy 2,4-D divers
2,4-DB Butyrac
MCPA divers
MCPP (mécoprop) divers
4 acide benzoique dicamba Banvel, clarté, distincte, vaincre
acide caroxylique (pyridines) aminopyralide Jalon
clopyralide Stinger, Lontrel, Transline
flufoxypyr Starane
piclorame Tordon
triclopyr Garlon
inhibiteurs du transport de l’auxine 19 phtalamates naptalam Alanap
semicarbazones diflufenzopyr composante de Distinct, Statut
Inhibiteurs de la biosynthèse des acides aminés Enzyme SLA 2 imidazolinone imazapic Plateau
imazamox Raptor
imazaméthabenz Affirmer
imazapyr Arsenal
imazaquin Sceptre
imazéthapyr Poursuite
sulfonylurée chlorimuron Classique
chlorsulfuron Glean, Telar
foramsulfuron Option
halosulfuron Permis, Sandea, SledgeHammer
iodosulfuron Automne, Equiper
metsulfuron Cimarron, Escorte
nicosulfuron Accent
primisulfuron balise
prosulfuron Culminer
rimsulfuron Matrice, résoudre
sulfométuron Évincer
sulfosulfuron Maverick
thifensulfuron Harmony Gt
trasulfuron ambre
tribénuron Express
sulfonylamino-carboynyl-triazolinones flucarbazone Everest
propoxycarbazone Olympe
triazolopyrimidine (sulfamides) cloransulam FirstRate
flumetsulam Python
Enzyme EPSP 9 amino acid derivative (glycines) glyphosates Roundup, Touchdown, Accord, Honcho, many others
Fatty acid (lipid) biosynthesis inhibitors ACCase enzyme 1 aryloxyphenoxy propionates clodinafop Discover
diclofop Hoelon
fenoxaprop Acclaim, Puma
fluazifop Fusilade
quizalofop Assure II
cyclohexanediones clethodim Select, Prism
sethoxydim Poast, Vantage
tralkoxydim Achieve
phenylpyrazoline pinoxaden Axial
Seedling growth inhibitors (root and shoot) microtuble inhibitors 3 dinitroanilines benefin Balan
ethalfluralin Sonalan, Curbit
oryzalin Surflan
pendimethalin Prowl, Pre-M, Pendulum
prodiamine Barricade, Endurance
trifluralin Treflan, Tri-4
pyridines dithiopyr Dimension
benzamides pronamide Kerb
benzoic acids DCPA Dacthal
carbamates asulam Asulox
cell wall biosynthesis inhibitors 20 nitriles dichlobenil Casoron
21 benzamides isoxaben Galerie
Seedling growth inhibitors (shoot) unknown 15 chloroacetamides acetochlor Harness, Surpass, Topnotch
alachlor Micro-Tech
dimethenamid Frontier, Outlook
metolachlor Dual, Pennant
propachlor Ramrod
oxyacetamides flufenacet Define
lipid synthesis inhibitors 8 thiocarbamates butylate Sutan
EPTC Eptam, Eradicane
pebulate Tilam
vernolate Vernam
cell division inhibitors 8 phosphorodithioates bensulide Prefar
15 acetamides napropamide Devrinol
Photosynthesis inhibitors (mobile 1) photosystem II 5 triazines ametryn Evik
atrazine Atrazine
propazine Milo Pro
prometon Primito
simazine Princep
triazinones hexazinone Velpar
metribuzin Lexone, Sencor
uracils bromacil Hyvar
terbacil Sinbar
(mobile 2) photosystem II 7 ureas diuron Karmex
linuron Lorox
siduron Tupersan
tebuthiuron Spike
Photosynthesis inhibitors (nonmobile; « rapid-acting ») photosystem II 6 nitriles bromoxynil Buctril
benzothiadiazoles bentazon Basagran
phenyl-pyridazines pyridate Tough
Cell membrane disrupters PPO enzyme 14 diphenyl ethers acifluorfen Blazer
fomesafen Reflex, Flexstar
lactofen Cobra
oxyfluorfen Goal
N-phenyl-phthalimides flumioxazin Valor
flumiclorac Resource
oxadiazoles oxadiazon Ronstar
triazolinones carfentrazone Aim
sulfentrazone Authority, Spartan
photosystem I 22 bipyridyliums diquat Reward
paraquat Gramoxone, Boa
Pigment inhibitors (bleaching) diterpenes (carotenoid biosynthesis) 13 isoxazolidinones clomazone Command
pyridazinones norflurazon Zorial
4-HPPD enzyme 27 isoxazoles isoxaflutole Balance
triketones mesotrione Callisto
tembotrione Laudis
topramezone Impact
Phosphorylated amino acid (N-metabolism disrupters) GS enzyme dix amino acid derivatives (phosphinic acids) glufosinate Liberty, Finale, Rely, Ignite
Unknown ? ? dazomet Basamid
endothall Aquathol
fosamine Krenite
metam Vapam
pelargonic acid Scythe
cinnamon oil
citric acid
clove oil Matran
corn gluten mean
thyme oil
vinegar (acetic acid)

Plant Growth Regulators (PGRs)

These herbicides are effective on annual and perennial broadleaf plants and usually have no activity on grasses or sedges, except at high application rates. They produce responses similar to those of natural, growth-regulating substances called auxins. Application of artificial auxins, such as 2,4-D, upsets normal growth as follows:

  • Cells of leaf veins rapidly divide and elongate, while cells between veins cease to divide. This results in long, narrow, strap-like young leaves.
  • Water content increases, making treated plants brittle and easily broken.
  • Cell division and respiration rates increase, and photosynthesis decreases. Food supply of treated plants is nearly exhausted at their death.
  • Roots of treated plants lose their ability to take up soil nutrients, and stem tissues fail to move food effectively through the plant.

The killing action of growth-regulating chemicals is not caused by any single factor but results from the effects of multiple disturbances in the treated plant.

Injury Symptoms

Broadleaf plant leaves become crinkled, puckered, strap shaped, stunted, and malformed; leaf veins appear parallel rather than netted, and stems become crooked, twisted, and brittle, with shortened internodes. If injury occurs in grasses (e.g., corn), new leaves do not unfurl but remain tightly rolled in onion-like fashion, and stems become brittle, curved, or crooked, with short internodes. A lesser effect in corn is the fusion of brace roots, noticed later in the season.

Amino Acid Biosynthesis Inhibitors

These herbicides are effective mostly on annual broadleaves, while a few in this large group have activity on grasses, nutsedge, and/or perennial plants. (Glyphosate [Roundup], for example, is a broad-spectrum herbicide and has activity on all types of plants.) These herbicides work by interfering with one or more key enzymes that catalyze the production of specific amino acids in the plant. When a key amino acid is not produced, the plant’s metabolic processes begin to shut down. The effect is like that of an assembly line worker not doing his or her job. Different herbicides affect different enzymes that catalyze the production of various amino acids, but the result is generally the same–the shutdown of metabolic activity with eventual death of the plant.

Injury Symptoms

Plants that are sensitive to these herbicides stop growth almost immediately after foliar treatment; seedlings die in two to four days, established perennials in two to four weeks. Plants become straw colored several days or weeks after treatment, gradually turn brown, and die.

Fatty Acid (Lipid) Biosynthesis Inhibitors

These herbicides are rapidly absorbed by grasses and are translocated to the growing points, where they inhibit meristematic activity, stopping growth almost immediately. They have no activity on broadleaf plants and are most effective on warm-season grasses such as Johnsongrass, shattercane, corn, fall panicum, giant foxtail, and crabgrass. Cool-season grasses such as quackgrass, annual and perennial ryegrass, orchardgrass, timothy, and small grains are not as sensitive as the warm-season grasses. Some of these herbicides are weaker on perennial species than other products. They are frequently referred to as « post-grass » herbicides.

Injury Symptoms

Growing points are killed first, resulting in the death of the leaves’ inner whorl. Older, outer leaves of seedlings appear healthy for a few days, and those of perennials for a couple of weeks, but eventually they also wither and die. After several weeks, the growing points begin to rot, allowing the inner leaves to be pulled out of the whorl. Sensitive grasses commonly turn a purplish color before dying.

Seedling Growth Inhibitors (Root and Shoot)

Herbicides in this group prevent cell division primarily in developing root tips and are effective only on germinating, small-seeded annual grasses and some broadleaves.

Injury Symptoms

Seeds of treated broadleaved plants germinate, but they either fail to emerge or emerge as severely stunted seedlings that have thickened, shortened lower stems, small leaves, and short, club- shaped roots. Seedlings of tap-rooted plants, such as soybeans and alfalfa, are usually not affected, nor are established plants with roots more than a couple of inches deep.

Grass seeds germinate, but generally fail to emerge. Injured seedlings have short, club-shaped roots and thickened, brittle stem tissue. Seedlings die from lack of moisture and nutrients because of the restricted root system.

Seedling Growth Inhibitors (Shoot)

Herbicides in this class are most ef- fective on annual grasses and yellow nutsedge. They are sometimes referred to as « pre-grass » herbicides. Depending on the product, some will control small-seeded annual broadleaves. These herbicides cause abnormal cell development or prevent cell division in germinating seedlings. They stop the plant from growing by inhibiting cell division in the shoot and root tips while permitting other cell duplication processes to continue. Then follows a slow decline in plant vigor.

Injury Symptoms

Germinating grasses normally do not emerge. If they do, young leaves fail to unfold, resulting in leaf looping and an onion-like appearance. The tip of the terminal leaf becomes rigid, not free flapping (flag like). The leaves of broad-leaved plants turn dark green, become wrinkled, and fail to unfold from the bud. The roots become shortened, thickened, brittle, and club like.

Photosynthesis Inhibitors (mobile)

These herbicides are effective primarily on annual broadleaves, while some provide control of grasses as well. Photosynthesis-inhibiting herbicides block the photosynthetic process so captured light cannot be used to produce sugars. In the presence of light, green plants produce sugar from carbon dioxide and water. Energy is needed for carbon, hydrogen, and oxygen atoms to rearrange and form sugar. To supply this necessary energy, electrons are borrowed from chlorophyll (the green material in leaves) and replaced by electrons split from water. If chlorophyll electrons are not replaced, the chlorophyll is destroyed and the plant’s food manufacturing system breaks down. The plant slowly starves to death due to lack of energy.

As soil-applied treatments, these herbicides permit normal seed germination and seedling emergence, but cause seedlings to lose their green color soon afterward. With the seeds’ food supply gone, the seedlings die. These herbicides are more effective on seedling weeds than on established perennial weeds. Herbicides such as prometon (Primitol) and tebuthiuron (Spike) are considered soil sterilants. Soil sterilants are nonselective chemicals that can kill existing vegetation and keep the soil free from vegetation for one or more years.

Injury Symptoms

In broadleaved plants, early seedling growth appears normal, but shortly after emergence (when energy reserves in cotyledons are depleted), leaves become mottled, turn yellow to brown, and die. In most cases, the oldest leaves turn yellow on the leaf margins first, the veins remain green, and eventually the plant turns brown and dies. Herbaceous and woody perennials starve very slowly because they have large energy reserves in roots or rhizomes to live on while photosynthesis is inhibited. The herbicide may have to effectively inhibit photosynthesis for a full growing season to kill trees or brush. This kind of death may be slow, but it is certain.

Photosynthesis Inhibitors (Nonmobile; « Rapid-Acting »)

Herbicides in this group have activity on primarily annual and some perennial broadleaves and are applied to the plant foliage. The mode of action is the same as the mobile photosynthesis inhibitors.

Injury Symptoms

Their activity within the plant is similar to that of the mobile photosynthesis inhibitors, except the injury occurs at the site of contact, causing « leaf burning » and eventual death of the plant.

Cell Membrane Disrupters

These herbicides control mostly broadleaves. Certain products have some activity on grasses, and paraquat (Gramoxone) provides broad-spectrum control of many different species.

These herbicides are referred to as contact herbicides and they kill weeds by destroying cell membranes. They appear to burn plant tissues within hours or days of application. Good coverage of the plant tissue and bright sunlight are necessary for maximum activity. The activity of these herbicides is delayed in the absence of light.

Injury Symptoms

All contact herbicides cause cellular breakdown by destroying cell membranes, allowing cell sap to leak out. Effected plants initially have a « water-soaked » appearance, followed by rapid wilting and « burning, » or leaf speckling and browning. Plant death occurs within a few days.

Pigment Inhibitors

These herbicides provide control of many annual broadleaves and some grasses. These products are referred to as « bleachers » since they inhibit carotenoid biosynthesis or the HPPD enzyme by interfering with normal chlorophyll formation.

Injury Symptoms

Symptoms are very evident and easy to identify. Effected plants either do not emerge or emerge white or bleached and eventually die. Older leaf tissue is affected first.

Phosphorylated Amino Acid (Nitrogen metabolism) Disrupters

This herbicide provides broad-spectrum control of most annual grasses and broadleaves and some perennials. It affects growth by disrupting nitrogen metabolism, thus interfering with other plant processes. It is a contact herbicide with slight translocation throughout the plant. Good spray coverage and sunlight are important for maximum efficacy.

Injury Symptoms

Injury is similar to that of the cell membrane disrupter herbicides. Sensitive plants show « leaf burning, » yellowing and browning, and eventual death after a week or so. Perennials generally take longer for symptoms and death to occur.

Unknown Herbicides

This category contains miscellaneous products for which the mode of action and family are unknown. Dazomet (Basamid) and metam (Vapam) are considered soil fumigants. These products are applied to the soil and covered with a gas-tight tarp; there, they are converted to gases and penetrate the soil to kill weeds, diseases, and nematodes. Endothall (Aquathol) is used for aquatic weed control. Fosamine (Krenite) is used in noncrop areas to control perennial weeds and brush. Other compounds such as pelargonic acid (Scythe), a fatty-acid herbicide, and clove oil and vinegar are contact, nonselective, broad-spectrum, foliar-applied products that are sometimes used for weed control in organic crop production settings. However, because they basically « burn » only the plant tissue they contact, there is potential for plant regrowth.


Selective herbicides control weeds without causing injury to the crop or other desirable plants.

Herbicide Resistance

A number of weed species that were once susceptible to and easily managed by certain herbicides have developed resistance. These weeds are no longer controlled by applications of previously effective herbicides. As a result of repeatedly using a certain type of herbicide on the same land, many different species of weeds have developed resistance to these chemicals. Currently, about 180 weed species (more than 300 weed biotypes) worldwide are resistant to about ten different herbicide families. It is believed that within any population of weeds, a few plants have sufficient tolerance to survive any herbicide that is used. Since only the survivors can produce seed, it is only a matter of time until the population of resistant weeds outnumbers the susceptible type. Depending on the herbicide family and weed species, resistance can occur within 5 to 20 years. Certain precautions, such as tank-mixing, crop rotations, and a combination of weed management techniques, must be taken to prevent resistance.

Growers, consultants, and those working with herbicides to manage weeds should know which herbicides are best suited to combat specific resistant weeds. The Weed Science Society of America (WSSA) developed a grouping system to help with this process. Herbicides that are classified as the same WSSA group number kill weeds using the same mode of action. WSSA group numbers can be found on many herbicide product labels and can be used as a tool to choose herbicides in different mode of action groups so mixtures or rotations of active ingredients can be planned to better manage weeds and reduce the potential for resistant species. Refer to Table 2 (pp. 12-14) for WSSA mode of action group numbers and corresponding herbicides.

Times of Application

The following terms describe herbicides based on when they are applied:

  • Preplant incorporated: applied to soil and mechanically incorporated into the top 2 to 3 inches of soil before the crop is planted
  • Preplant: applied to soil before the crop is planted
  • Preemergence: applied after the crop is planted but before it emerges
  • Postemergence: applied after crop emergence

Although these terms normally refer to application in relation to crops, they may also imply application in relation to weeds. Always be certain whether reference is being made to the crop or to the weed. In no-till situations, it is possible for an herbicide application to be preplant or preemergence to the crop but postemergence to weeds. Some herbicides must be preplant or preemergence to the weed for maximum activity.

Methods of Application

The following terms refer to the ways herbicides can be applied:

  • Broadcast: applied over the entire field
  • Band: applied to a narrow strip over the crop row
  • Directed: applied between the rows of crop plants with little or no herbicide applied to the crop foliage
  • Spot treatment: applied to small, weed-infested areas within a field

Product Formulations

Herbicides are not sold as pure chemicals, but as mixtures or formulations of one or more herbicides with various additives. Adjuvants (surfactants, emulsifiers, wetting agents, etc.) or various diluents may increase the effectiveness of a pure herbicide. The type of formulation determines toxicity to plants, uniformity of plant coverage, and stability in storage. Herbicides are formulated to permit uniform and easy application as liquid sprays or dry granules.

Some everyday household products are formulated similarly to herbicide products. These similarities will be noted in the sections below.

Emulsifiable concentrates (EC or E)

Liquid formulations with an active ingredient that is dissolved in one or more petroleum-based solvents. An emulsifier is added to cause oil to form tiny globules that disperse in water. The formulation then will mix readily with water for proper application. Emulsifiable concentrates usually contain between 2 and 8 pounds of active ingredient per gallon. Dual II Magnum, Pennant, Acclaim, and Prowl are generally emulsifiable herbicide formulations. (Household product with similar formulation–Pine-Sol.)

Emulsifiable gels (EG or GL)

Herbicides that traditionally are emulsifiable liquids formulated as gels. The gels typically are packaged in water-soluble bags (WSB) and are stable at temperatures ranging from -20 to 500°C. In addition, the gelling process reduces the need for nonaqueous solvents, compared to standard nonaqueous EC-type formulation processes. Currently, few herbicides are formulated as gels.

Wettable powders (WP or W)

Finely ground, dry particles that may be dispersed and suspended in water. They contain from 25 to 80 percent active ingredient. Suspensions of wettable powders appear cloudy. Wettable powders are nearly insoluble and require agitation to remain in suspension. Atrazine, Kerb, and Dacthal are formulated as wettable powders. (Household products with similar formulation–cocoa mix and flour.)

Soluble liquid (S) and soluble powders (SP)

Dissolve in water to form a true solution. Once the soluble liquid or powder is dissolved, the spray mixture requires no additional mixing or agitation. Few herbicides are available as solubles because most active ingredients of herbicides are not very soluble in water. 2,4-D amine and Roundup are examples of soluble liquid herbicide formulations. (Household products with similar formulation–grape juice concentrate and Kool-Aid mix.)

Dry flowables (DF)

Also called water-dispersible granules (WDG or WG) ou alors dispersible granules (DG), these are wettable powders formed into prills so they pour easily into the sprayer tank without clumping or producing a cloud of dust. Nearly insoluble, they require agitation to remain in suspension. Many herbicides are now formulated in this fashion. Atrazine, Accent, Gallery, and Pendulum are examples of products formulated as water-dispersible granules. (Household products with similar formulation–grits and dry milk.)

Flowables (F or FL), suspension concentrates (SC), and aqueous suspension (AS)

Finely ground, wettable powders or solids already suspended in a liquid carrier so they can be poured or pumped from one tank to another. They usually contain at least 4 pounds of active ingredient per gallon of formulation. Flowables are nearly insoluble in water and require agitation to remain in suspension. Suspoemulsion (SE) is a combination formulation of an SC and an oil-based emulsion (E). Atrazine, Princep, and Callisto are formulated as flowables or SCs. (Household products with similar formulation–Pepto-Bismol and V8 vegetable juice.)

Microencapsulated (ME or MT) and capsule suspension (CS)

Herbicides are encased in extremely small capsules that can be suspended in a liquid carrier and pumped and applied with normal equipment. Microencapsulated formulations are nearly insoluble in water and require agitation to remain in suspension. Micro-Tech, Prowl H2O, and Command are formulated in microcapsules, allowing the active ingredient to be slowly released over a period of time. This extends the soil activity and improves weed control. (Household product with similar formulation–older versions of Contac cold capsules.)

Granules (G)

Formulated with a premixed carrier that contains a low per- centage of active ingredient. The carrier may be fertilizer, clay, lime, vermiculite, or ground corn cobs. These herbicides are applied directly (dry) to the soil without further dilution. The performance of granulated herbicides compared with that of sprayable formulations varies with the herbicide. Granular forms generally require more rainfall for activation than do sprayable formulations. Granule herbicides are used often in turf and ornamental settings. Some examples include Balan and Ronstar. (Household products with similar formulation–cat litter and Grape-Nuts cereal.)

Pellets (P)

Like granules, but are compressed into larger cylinders about 1⁄4 inch long. Herbicides formulated as pellets usually contain from 5 to 20 percent active material and are hand-applied to control clumps of brush. They also may be applied with cyclone-type spinner spreaders mounted on helicopters or aircraft to control brush in forests or permanent pastures. Pellets gradually break down from rainfall and leach into the soil for root uptake. Spike is an example of a pelleted herbicide. (Household product with similar formulation–guinea pig/ rabbit pellets.)

Premixes

Not formulations, but two or more herbicide active ingredients mixed into one product by the manufacturer. The actual formulation can be any of those discussed above and commonly combines two or more herbicides that are already used together. The primary reason for using premixes is convenience. Many herbicide products are now marketed as premixes.

Trade Name and Formulation Notations

In certain publications, many herbicides are listed by trade name (or product name) and formulation (for example, Roundup 4S or Accent 75WDG). Roundup is the trade name, and 4S stands for 4 pounds of active ingredient (glyphosate) per gallon of product in a soluble (S) formulation. Accent is formulated as a water-dispersible granule with each granule (or certain unit) containing 75 percent active ingredient (nicosulfuron). The remaining parts of the formulation contain inert ingredients, which have no effect on weed control. Additional information about formulation and ingredients can be found on the product’s label and MSDS sheet.

Herbicide Spray Additives (Adjuvants)

Additives or adjuvants are substances in herbicide formulations or that are added to the spray mixture to improve herbicidal activity or application characteristics. More than 70 percent of all herbicides recommend using one or more adjuvants in the spray mixture. In general, there are two types of adjuvants: formulation and spray. Formulation adjuvants are « already in the container » from the manufacturing process. These help with mixing, handling, effectiveness, and providing consistent performance.


Effect of a surfactant on the spread and penetration of spray solution across and through the leaf surface.

Spray adjuvants can be divided into special purpose adjuvants and activator adjuvants. Special purpose adjuvants include compatibility agents, buffering agents, antifoam agents, drift retardants, and others that widen the range of conditions for herbicide use. Activator adjuvants are commonly used to enhance postemergence herbicide performance by increasing herbicide activity, absorption, and rainfastness and by decreasing photodegradation. These include surfactants (i.e., « surface active agents »), crop oil concentrates, vegetable oil concentrates, wetting agents, stickers-spreaders, N-fertilizers, penetrants, and others. Commonly used surfactants are nonionic surfactants and organosilicones and are typically used at a rate of 1 quart per 100 gallons (0.25 percent v/v) of spray mixture. Crop oil concentrates are 80 to 85 percent petroleum based plus 15 to 20 percent surfactant, while vegetable oil concentrates contain vegetable or seed oil in place of petroleum oil. Oil concentrates are typically included at a rate of 1 gallon per 100 gallons (1 percent v/v) of spray mixture. In general, oil concentrates are « hotter » than surfactants, so they provide better herbicide penetration into weeds under hot/dry conditions, but they are more likely to cause greater crop injury under normal growing conditions. Nitrogen fertilizers, such as UAN (a mixture of ammonium nitrate, urea, and water) or AMS (ammonium sulfate), are used in combination with surfactants or oil con- centrates to increase herbicide activity and/or reduce problems with hard water. Many blended adjuvants are available that include various combinations of special purpose adjuvants and/or activator adjuvants.

Be sure to include the proper adjuvant(s) for the herbicide being used. Most herbicide labels specify the type and amount of additive to use. Failure to follow the recommendations can result in poor weed control or excessive crop injury.

Mixing and Applying

Be aware that improper sprayer calibration, nonuniform application, calculation errors, or use of the wrong chemicals can cause herbicide injury to the crop.

Apply only the recommended amount of herbicide. Slight increases in rates could result in crop injury or leave residues that might injure succeeding crops.

Recalibrate sprayers frequently to adjust for increased output resulting from normal nozzle wear. Be sure there is sufficient agitation in the sprayer tank to prevent settling of wettable powders, dry flowables, or flowables.

Do not stop in the field with the sprayer on, spill herbicide when loading, or dump unused herbicides into anything except a holding tank.

Take the following steps when mixing herbicides:

  • Always be sure the sprayer has been calibrated properly for application at recommended rates.
  • Calculate the amount of herbicide to add to the sprayer tank based on the active material in each gallon of herbicide concentrate or the percentage of active ingredient of dry herbicide formulation.
  • Read and follow the instructions on the manufacturer’s label pertaining to personal hazards in handling.
  • Fill the sprayer tank with at least half the volume of water or fertilizer solution you will ultimately need.
  • Start with moderate agitation and keep it going.
  • Add compatibility agents, ammonium sulfate, or other mixing adjuvants, if needed. For maximum benefit, they must be in the solution before herbicides are added. (To determine pesticide compatibility, see the next section.)
  • If tank-mixing different types of herbicide formulations and adjuvants, be sure to add them in the following order:
    1. Add, mix, and disperse dry herbicides (wettable powders, dry flowables, or water-dispersible granules). These formulations contain wetting and dispersing agents that aid in mixing.
    2. Add liquid flowables and mix thoroughly. Liquid flowables also contain wetting and dispersing agents.
    3. Add emulsifiable concentrates or microencapsulated herbicides and mix thoroughly.
    4. Finish by adding water-soluble formulations (2,4-D amine, etc.).
    5. Add any adjuvants (surfactants, crop oil concentrates, drift inhibitors, etc.) last. Crop oils, especially, do not mix and disperse well if added first.
    6. Add the remainder of water or liquid fertilizer and maintain agitation through spraying procedure until tank is empty.

Caution: Never mix concentrated herbicides in an empty tank. Never allow a sprayer containing mixed chemicals to stand without agitation because heavy wettable powders may clog nozzles or settle into corners of the sprayer tank where they are difficult to remove.

Compatibility

Pesticides are not always compatible with one another or with the water or liquid fertilizer carrier. Lack of compatibility may result in the formation of a gel, precipitate, or sludge that plugs up screens and nozzles. However, extreme incompatibility may produce a settling out of material that can harden like concrete in the bottom of the tank and in hoses, pumps, and other internal parts of the sprayer. The result may be total loss of the pesticide and use of the sprayer.

Herbicides may be combined with liquid fertilizers to minimize trips over the field. However, little information exists concerning the compatibility of herbicides with specific fertilizer solutions. Herbicide-fertilizer solution combinations may form a gel or precipitate that settles to the bottom of the sprayer tank or will not flow through the sprayer equipment. Incompatibility of tank mixtures is more common with suspensions of fertilizers and pesticides.

Tank-mixing several pesticides, although convenient, may create other problems. Foliar activity may be enhanced and could result in crop leaf burn or the reduction in activity of one or more of the pesticides (« antagonism »).

To prevent the main water tank or liquid fertilizer measuring tank from becoming contaminated, commercial applicators may want to mix the herbicides and other ingredients in a separate holding tank. The herbicide mixture is then sucked into the main line as the truck tank is being filled, and thorough mixing is provided by the truck’s agitation system. Compatibility problems are more likely to result when concentrated herbicides are mixed together, so a compatibility test should be done before new mixtures are tried.

Use only labeled tank mixtures or mixtures recommended by experienced scientists whose recommendations are backed by research. For all unlabeled tank mixtures, a jar test for compatibility is strongly recommended. The compatibility of herbicide-fertilizer combinations should be tested before large batches are mixed. In some cases, adding a compatibility agent (Blendex, Combine, Unite, or comparable adjuvant) may aid in maintaining component dispersion.

The following « two-jar test » procedure may be used to test the compatibility of herbicides with one another, or herbicides and other pesticides with liquid fertilizers. Should the herbicide-carrier mixture prove compatible in this test procedure, it may be applied to the field. The following test assumes a spray volume of 25 gallons per acre. For other spray volumes, make appropriate changes to the ingredients.

  1. Add 1 pint of carrier (water or liquid fertilizer) to each of two one-quart jars. (Note: Use the same source of water that will be used for the tank mix and conduct the test at the same temperature the spray mixture will be applied.)
  2. To one of the jars, add 0.25 teaspoon (1.2 ml) of compatibility agent. To both jars, add the appropriate amount of pesticide(s), in their relative proportions, based on recommended label rates. If more than one pesticide is used, add them separately with dry formulations first, flowables next, and emulsifiable concentrates last. After each addition, shake or stir gently to thoroughly mix.
  3. When all ingredients are added, put lids on and shake both jars for 15 seconds and let stand for 30 minutes or more. Then inspect the mixture for flakes, sludge, gels, heavy oil films, or other signs of incompatibility.
    • If, after standing for 30 minutes, the components in the jar containing no compatibility agent are dispersed, the herbicides are compatible and no compatibility agent is needed.
    • If the components are dispersed only in the jar containing the compatibility agent, the herbicide is compatible only if a compatibility agent is added.
    • If either mixture separates but can be remixed readily, the mixture can be sprayed as long as good agitation is used.
    • If the components are not dispersed or show signs of incompatibility in either jar, the herbicide-carrier mixture is not compatible and should not be used.

Herbicide Selectivity

Were it not for the fact that most herbicides can be applied just before crop planting or emergence, and even over the top after crop emergence without excessive injury, herbicides would be of little value. Most of the herbicides labeled for use today will selectively remove most of the weeds without injuring the crop. Selectivity is accomplished primarily by two methods: selectivity by placement and true selectivity.

Selectivity by Placement

Selectivity accomplished by avoiding or minimizing contact between the herbicide and the desired crop is called selectivity by placement. An example is wiping or directing an herbicide such as glyphosate on a weed without exposing the desired plant. Selectivity by this means is as good as any, as long as the excess herbicide is not washed off the weeds and leached into the root zone where it might be absorbed by the root. Selectivity by placement also is accomplished when an herbicide that does not readily leach is applied to the soil surface for control of shallow-rooted weeds, but does not leach into the root zone of a more deeply rooted crop such as fruit trees or established alfalfa.

True Selectivity

Selectivity that is true tolerance as a result of some morphological, physiological, or biochemical means is referred to as true selectivity. The herbicide can be applied to the foliage of the crop or to the soil in which the crop is growing without danger of injury. Although true tolerance may be the best type of selectivity, it is not perfect. Such things as crop growth stage, cuticle thickness, hairiness of the leaf surface, location of the growing point, air temperature and humidity, spray droplet size, and the surface tension of spray droplets all can influence herbicide activity. When conditions are ideal for herbicide activity, even true selectivity may not adequately prevent crop injury.

Morphological differences include plant characteristics such as size and orientation of the leaf, waxiness or hairiness of the leaf surface, location of the growing point, and rooting depth. Generally, the more waxy or hairy the leaf surface, the more difficult it is for a foliar-applied herbicide to penetrate. The more protected the growing point (as in grasses), the less likely it is that foliar herbicides will reach the growing point. The more deeply rooted the crop is, the more difficult it is to get a soil applied herbicide to the crop roots and the less likely that there will be sufficient uptake for injury.

Physiological differences can include various processes that affect the activity and/or the breakdown of the herbicide. In certain situations, herbicides may be

  • transported differently across the plasma lemma,
  • translocated differently within the plant,
  • combined with some component within the cell wall,
  • integrated with something in the cell cytoplasm, or
  • channeled into « sinks » where the herbicide will have no effect.

These factors all can contribute to tolerance, but any one factor will seldom provide tolerance by itself.

Metabolic factors include genetic insensitivity due to an altered site of herbicide action that prevents herbicide activity. For example, Roundup Ready soybeans produce an excess of the enzyme that glyphosate (Roundup) normally inhibits, so Roundup Ready soybeans are not affected, even though normal amounts of the herbicide are absorbed by the crop plant. Corn plants metabolize and convert atrazine to an innocuous metabolite so rapidly that the herbicide does not have time to inhibit photosynthesis, which provides crop tolerance as long as the metabolic system is not overwhelmed by an excess of the pesticide or a combination of pesticides. In the case of corn treated with an organo-phosphate insecticide and followed with a post treatment of Accent, Beacon, or some other ALS-inhibiting herbicide, both the insecticide and herbicide are being metabolized by the same pathway. This pathway is unable to rapidly metabolize both the herbicide and insecticide, so corn injury may result. Metabolic insensitivity and/or the ability to metabolize the herbicide usually are the best types of true tolerance.

Safe Herbicide Use

Use herbicides only when necessary, only at recommended rates and times of application, and only for those crops and uses listed on the label.

Safe Herbicide Use

Correct use is essential to ensure that chemical residues on crops do not exceed the limits set by law. Recommended herbicides do not generally injure people, livestock, wildlife, or crops if used properly and if recommended precautions are observed. However, any herbicide is potentially dangerous if improperly handled or used.

Follow these basic pesticide safety procedures:

  • Make sure that you are familiar with current federal and state pesticide laws and regulations and that you have a license, if required.
  • Avoid drift of spray or dust that may endanger other crops or animals. Cover feed pans, troughs, and watering tanks in livestock areas; protect beehives.
  • To protect yourself and others, follow all safety precautions on the label. Know and observe the general rules for safe pesticide use, and record the date, time, location, and amount of each pesticide used.
  • Wear protective clothing and use protective equipment according to instructions on the pesticide label.
  • Never eat, drink, or smoke while applying pesticides.
  • Avoid spilling spray materials on skin or clothing. If such an accident occurs, wash immediately with soap and water.
  • Bathe after applying pesticides and change into freshly laundered clothing. Wash clothing after applying pesticides, keeping in mind that, until laundered, such clothing must be handled according to the same precautions as the pesticide itself. Wash pesticide-contaminated clothing apart from other laundry, and take care in disposing of the wash water.
  • Store pesticides in their original containers in a locked, properly marked cabinet or storeroom, away from food or feed.
  • Do not store herbicides with other pesticides; avoid the danger of cross-contamination.
  • Be sure to triple-rinse all empty containers before recycling (in a special recycling program only through the Pa. Dept. of Agriculture; this is different from typical household curbside recycling programs) or disposing of them in an approved landfill.
  • If you suspect poisoning, contact your nearest Poison Control Center, hospital emergency room, or physician. Take the pesticide label and, if possible, the MSDS sheet with you and give it to the attending physician.

Always wear the proper safety equipment when working with herbicides or other pesticides.

Livestock

When used properly and in accordance with the use restrictions on the product’s label, herbicides sprayed on plants usually are not toxic to livestock. Animals can be poisoned by consuming unused herbicides left in open containers or by drinking water contaminated with herbicides.

Certain unpalatable or poisonous plants treated with herbicides may become more attractive as forage to livestock. Make sure livestock cannot get to poisonous plants that have been sprayed with herbicides.

The nitrate content of several kinds of weeds may increase after they have been sprayed with 2,4-D, Clarity, or similar herbicides. Livestock grazing on these treated plants may become ill. Remove all animals from sprayed areas for several days, or until it has rained or the weeds have died.

Game and Fish

Controlled spraying may benefit wildlife by maintaining desirable cover. Herbicides recommended for control of aquatic weeds usually have beneficial results for fish populations. Be sure to properly apply these herbicides. Do not drain or flush equipment where chemicals may wash into ponds or streams, and do not leave open containers where curious animals might find them.

Crop Safety

Farmers are occasionally concerned about possible herbicide injury to crops. Most injuries of this kind are caused by misuse, contaminated equipment, or drift. Unfavorable weather conditions combined with herbicide residues from a previous crop planting can potentially injure crops.

Cleaning Contaminated Equipment

Sprayer cleanout is necessary to prevent crop injury from spray contamination and to preserve the life of the sprayer. Cleaning is very important, especially when using a sprayer in different types of crops. Many herbicides, even at low concentrations, may have the potential to injure crops for which they are not labeled. Sprayers used to apply 2,4-D-type herbicides can be used to apply other chemicals before crops are planted or before crop plants emerge, but this equipment must be thoroughly cleaned before applications are made on emerged crops (except grasses). Ester formulations are harder to remove than amine or salt formulations.

The following cleaning procedure is recommended for all herbicides unless the label specifies a different cleaning procedure:

  1. Add one-half tank of fresh water and flush tanks, lines, booms, and nozzles for at least 5 minutes using a combination of agitation and spraying. Rinsate sprayed through the booms is best sprayed onto croplands to avoid accumulation of pesticide-contaminated rinsate. Thoroughly rinse the inside surfaces of the tank, paying particular attention to crevices and plumbing fixtures.
  2. Fill the tank with fresh water and add one of the cleaning solutions below, or a commercially available tank cleaner, and agitate the solution for 15 minutes. Add one of the following to each 50 gallons of water to make a cleaning solution: (a) 2 quarts of household ammonia (let stand in sprayer overnight for growth regulator herbicides such as 2,4-D and Clarity) or (b) 4 pounds of trisodium phosphate cleaner detergent. Operate the spray booms long enough to ensure that all nozzles and boom lines are filled with the cleaning solution. Let the solution stand in the system for several hours or overnight. Agitate and spray the solution onto an area suitable for the rinsate solution.
  3. Add more water and rinse the system again by using a combination of agitation and spraying. Remove nozzles, screens, and strainers and clean separately in a bucket of cleaning agent and water.
  4. Rinse and flush the system once again with clean water.

Drift

Drift is the movement of any pesticide through the air to areas not intended for treatment. During application, droplet or particle drift occurs as spray droplets or dust particles are carried by air movement from the application area to other places. Vapor drift takes place after application as herbicides evaporate (volatilize) and yield fumes (gases) are carried on wind currents and deposited on soils or plants in untreated areas.

Drift may injure sensitive crops, ornamentals, gardens, livestock, wildlife, or people and may contaminate streams, lakes, or buildings. It may contaminate crops and cause illegal or intolerable residues. Excessive drift may mean poor performance in the desired spray area because the application rate is lower than expected.

Highly active chemicals present the greatest drift hazard because extremely small amounts can cause severe problems. For example, growth regulator herbicides such as 2,4-D, dicamba, and picloram at a rate of 1 ounce per acre can deform sensitive crops such as tobacco, grapes, or tomatoes.

Vapor drift from Command (clomazone) that has not been incorporated can cause bleaching of chlorophyll in sensitive plants within a quarter mile of application. Vapor drift problems can often be avoided by using nonvolatile formulations. Essentially, no vapor drift hazard is involved in the use of amine formulations of 2,4-D. Soil incorporation of Command and a microencapsulated formulation greatly reduces vapor loss of this herbicide.

Particle drift depends on the size of the particle or droplet, and droplet size depends on pressure and nozzle design. Very small particles of fog or mist present the greatest drift hazard. To minimize particle drift, calibrate equipment to create droplets about the size of light rain. Most nozzles can be adjusted to a pressure that permits droplet formation as a result of surface tension. If nozzles are operated at this pressure, a minimum of mist-sized droplets will be formed. For some nozzles, this pressure may be as little as 15 psi; for others, it may be 30 psi.

The distance particles will drift increases with the height of release. Wind velocities usually are lower close to the ground. Therefore, sprays should be released as close to the soil surface or vegetation as adequate coverage permits.

Pesticide drift is influenced by wind, air temperature, boom height, and spray droplet size.

Drift hazard usually is minimized if prevailing winds are blowing away from sensitive crops, but a sudden shift in wind direction could result in serious damage. If possible, do not apply pesticides when wind speed is greater than 5 mph.

High temperatures increase the loss of volatile herbicides. Esters of 2,4-D rapidly evaporate at temperatures above 800°F. The use of such ester formulations should be restricted to fall, winter, and early spring because sensitive plants are not present and lower temperatures reduce vapor drift hazard.

Drift control should be considered with each pesticide application. You can prevent severe drift problems by

  • using sprayer nozzles especially designed for drift reduction;
  • using low volatile or nonvolatile formulations;
  • using low spray-delivery pressures (15-30 psi) and nozzles with a larger orifice;
  • using drift-inhibiting adjuvants in the spray mixture when spraying under less-than-ideal conditions;
  • using nozzles that allow for lowered boom height;
  • avoiding application of volatile chemicals at high temperatures;
  • spraying when wind speed is low (less than 5 mph) or when the wind is blowing away from areas that should not be contaminated;
  • spraying during the early morning or evening hours when there is usually less wind;
  • leaving border areas unsprayed if they are near sensitive crops.

Evaluating Herbicide Injury

Insects, diseases, severe weather (hail, lightning, drought, flooding), fertilizer burn, and nutrient deficiencies are among the causes of symptoms often attributed to herbicide injury. Cool, wet weather can increase the potential for injury, particularly with preemergence herbicides. When evaluating crop injury, careful consideration of the following will help you diagnose the problem:

  1. 1. What is the pattern in the field of plant injury or uncontrolled weeds?
    • A pattern of injury that starts on one side of an area and diminishes gradually and uniformly away from that area is typical of application drift.
    • A pattern of injury occurring in irregular patches that follow air drainage could indicate herbicide volatilization and movement of vapors.
    • Strips of injured areas or surviving weeds at predictable intervals indicate possible skipping or overlapping application.
    • Poor control at the edges of a field can result from only half coverage by the last nozzle on the boom and/or more sunlight availability along the edge of the field.
    • Injury limited to the end rows or ends of the field is usually due to overlapping applications or high herbicide rates in the turnaround areas at the ends of the rows.
    • A definite break between the normal or uninjured part of the field and the rest of the field usually indicates some major difference in soil type or pH between the two sides.
    • A pattern of obvious overapplication as indicated by bare ground (both crop and weeds killed), followed by improved crop survival and appearance with good weed control, followed by lack of crop injury or weed control, indicates inadequate or poor agitation in the sprayer tank. The evidence is even stronger if this pattern repeats itself at intervals that correspond to each new load.
  2. What is the history of the problem area–fertility program, cropping sequence, land preparation, soil pH, soil texture and organic matter, and seed source?
  3. What was the temperature, moisture, rainfall, and prevailing wind at and immediately following herbicide application?

Persistance

The residual life or length of time an herbicide persists in the soil is the length of time it can be expected to control weeds. Residual toxicity, if not considered, may injure the next crop planted in a herbicide-treated field.

Inactivation, breakdown, and disappearance of herbicides are influenced by the following factors.

Microbial Degradation

Microorganisms feed on all types of organic matter, including organic herbicides. Microbial degradation is the primary means of herbicide breakdown. Some herbicides are more readily attacked by microorganisms than others, often because of minor differences in chemical structure that permit rapid decomposition in some cases and block decomposition in others. Soil temperature, aeration, pH levels, organic matter, and moisture levels favorable for microbial growth promote rapid herbicide breakdown. Microbial degradation takes place primarily in the top foot of soil, where microbial activity is the greatest.

Chemical Degradation

Herbicides may be inactivated upon reaction with salts, acids, and other substances in the soil. These reactions are affected by the same environmental factors that influence microbial breakdown. Chemical degradation can occur anywhere in the soil profile and is the primary process responsible for herbicide dissipation below the top foot of soil, where microbial activity is limited or nonexistent.

Runoff

Water moving over the surface of a field or treated area can carry herbicide with it. The greatest loss of herbicide occurs when the herbicide is applied to the soil surface and is washed off by the first rain after application. If the herbicide is incorporated or leached into the soil with light rains or irrigation, most loss occurs only with erosion after the herbicide is adsorbed to soil particles.

Leaching

Water carries herbicides into and ultimately out of the root zone. The portion lost to leaching depends on soil texture, herbicide solubility, and amount and intensity of rainfall. As a rule, herbicides leach most from sandy soils and least from clay soils or soils high in organic matter.

Adsorption

After application, herbicides may become adsorbed (bound) to clay and organic matter particles. The extent of adsorption increases as the percentage of organic matter and/or clay increases. Adsorption reduces the amount of chemical available to plants and slows leaching. Herbicides are then degraded by various means.

Volatilization

Some herbicides may be rapidly lost as vapors after application. Loss as vapor reduces the persistence of dinitroaniline and thiocarbamate herbicides and Command. The rate of vapor loss is influenced by soil moisture, temperature, and adsorption. Evaporation of herbicides increases as sand content, soil moisture, and soil temperature increase. Incorporation into soil immediately after application reduces this kind of loss.

Photodecomposition

Sunlight may inactivate herbicides–a factor that may contribute to a decline in effectiveness of unincorporated herbicides such as trifluralin (Treflan) and benefin (Balan). Exposure to light for two or more hours reduces the effectiveness of trifluralin and related herbicides and can be avoided by soil incorporation.

Plant Uptake

Herbicides may be absorbed by plant roots or leaves and inactivated within the plant. This effect generally accounts for a relatively small amount of herbicide removal.

Crop Removal

If a crop is harvested or removed from the treated area before rain has washed the herbicide off the foliage or before the plant has had time to metabolize the residue, the herbicide will be removed with the crop. This seldom happens because herbicides are not commonly used close to harvest. However, if grass clippings are collected shortly after treatment and used to mulch a garden, there may be enough herbicide on the grass to damage the garden plants.

Toxicité

Toxicity usually is measured as LD50 (lethal dose), which is the amount of a toxicant required to kill 50 percent of the test animals. The lower the LD50, the less pesticide it takes to kill the animal. As with any chemical, whether naturally occurring or synthetic, it is « the dose that makes the poison. » Below is a list of the most commonly available herbicides, as well as other commonly used substances, in order of decreasing oral toxicity.

Highly Toxic Herbicides (LD50 < 50 mg/kg)

The probable lethal dose of a highly toxic herbicide for a 150-pound person is a few drops to 1 teaspoon. The label contains the signal words « Danger/Poison » and has a skull and crossbones.

  • metham (Vapam)
  • sodium arsenitea,b

moderately Toxic Herbicides (LD50 = 50 to 500 mg/kg)

The probable lethal dose of a moderately toxic herbicide for a 150-pound person is 1 teaspoon to 1 ounce. The signal word on the label reads « Warning. »

  • bromoxynil (Buctril)
  • caffeine
  • copper sulfate (bluestone)
  • difenzoquat (Avenge)
  • diquat endothall (Aquathol, Des-i-cate)
  • gasoline
  • kerosene
  • nicotine
  • paraquat (Gramoxone)

Slightly Toxic Herbicides (LD50= 500 to 5,000 mg/kg)

The probable lethal dose of a slightly toxic herbicide for a 150-pound person is 1 ounce to 1 pint or 1 pound. The signal word on the label reads « Caution. »

  • aspirin
  • ethyl alcohol
  • sodium chloride (table salt)
  • acetochlor (Harness, Topnotch)
  • acifluorfen (Blazer)c
  • alachlor (Micro-Tech, Lasso)c
  • ametryn (Evik)c, d
  • atrazine (various)
  • bensulide (Betasan)
  • bentazon (Basagran)
  • butylate (Sutan+)
  • CAMA (various)
  • clodinafop-propargyl (Discover)
  • clomazone (Command)
  • clopyralid (Stinger, Transline)c
  • cloridazon (Pyramin)
  • cycloate (Ro-Neet)
  • 2,4-D (various)
  • 2,4-DB (Butyrac 200, various)
  • 2,4-DP, dichlorprop (various)
  • dicamba (Banvel, Clarity, Vanquish)
  • dichlobenil (Casoron)
  • diclofop-methyl (Hoelon)
  • dimethenamid (Frontier, Outlook)
  • diuron (Karmex)
  • DSMA (various)d
  • EPTC (Eptam, Eradicane)
  • fenoxaprop-P-ethyl (Acclaim, Puma)
  • fluazifop-P-butyl (Fusilade)
  • flufenacet (Define)
  • glufosinate (Liberty, Finale, Rely)
  • hexazinone (Velpar)
  • linuron (Lorox)c
  • MCPA (various)
  • MCPB (Thistrol)
  • MCPP, mecoprop (various)
  • metolachlor (Dual, Pennant)
  • metribuzin (Sencor, Lexone)
  • molinate (Ordram)
  • MSMA (various)
  • pebulate (Tillam)
  • pinoxaden (Axial)
  • prometon (Primatol)
  • prometryn (Caparol)
  • propachlor (Ramrod)c
  • propanil (Stam, Stampede)
  • pyridate (Tough)
  • quizalofop-P-ethyl (Assure II)
  • sethoxydim (Poast)
  • sodium chlorated sulfentrazone (Authority)
  • tebuthiuron (Spike)
  • terbacil (Sinbar)
  • thiobencarb (Bolero)
  • topramezone (Impact)
  • tralkoxydim (Achieve)
  • triallate (Far-Go)
  • triclopyr (Garlon)
  • vinegar (acetic acid)

Almost Nontoxic Herbicides (LD50 > 5,000 mg/kg)

The probable lethal dose of an almost nontoxic herbicide for a 150-pound person is more than 1 pint or 1 pound. The signal word on the label reads « Caution. »

  • asulam (Asulox)
  • benefin (Balan)
  • benzsulfuron-methyl (Londax)
  • bromacil (Hyvar X)
  • chlorimuron-ethyl (Classic)
  • chlorsulfuron (Glean, Telar)
  • clethodim (Select) DCPA (Dacthal)
  • desmedipham (Betanex)
  • dithiopyr (Dimension)c
  • ethalfluralin (Sonalan)
  • ethofumesate (Prograss)
  • flucarbazone (Everest)
  • flumetsulam (Python)
  • flumiclorac (Resource)
  • fluometuron (Cotoran)
  • fomesafen (Flexstar, Reflex)
  • foramsulfuron (Option)
  • fosamine (Krenite)
  • glyphosate (Roundup, Touchdown, Rodeo, various)
  • halosulfuron (Permit, Sempra)
  • iodosulfuron (Autumn)
  • imazamethabenz (Assert)
  • imazamox (Raptor)
  • imazapic (Cadre, Plateau)
  • imazapyr (Arsenal, Chopper)
  • imazaquin (Scepter, Image)
  • imazethapyr (Pursuit)
  • isoxaben (Gallery)
  • isoxaflutole (Balance)
  • lactofen (Cobra)
  • metsulfuron-methyl (Cimarron, Escort)
  • mesotrione (Callisto)
  • napropamide (Devrinol)
  • nicosulfuron (Accent)
  • norflurazon (Zorial, Solicam)
  • oryzalin (Surflan)
  • oxadiazon (Ronstar)
  • oxyfluorfen (Goal)
  • pendimethalin (Prowl, Pendulum)
  • prodiamine (Barricade)
  • picloram (Tordon)
  • primisulfuron-methyl (Beacon)
  • pronamide (Kerb)
  • prosulfuron (Peak)
  • rimsulfuron (Matrix, Resolve)
  • siduron (Tupersan)
  • simazine (Princep)
  • sodium borated sulfometuron-methyl (Oust)
  • sulfosulfuron (Maverick)
  • thifensulfuron-methyl (Harmony GT)
  • triasulfuron (Amber)
  • trifluralin (Treflan)
  • tribenuron-methyl (Express)

Dermal response:

  1. Absorbed and poisonous
  2. Causes burns and blisters
  3. Moderately irritating
  4. Mildly irritating

Prepared by Dwight D. Lingenfelter, agronomy extension associate in weed science, and Nathan L. Hartwig, professor emeritus of weed science.



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