Поселившись на обработанной и удобренной почве, сорняки прекрасно растут. Но плохо среди них чувствуют себя рожь, хлопчатник, свекла, пшеница, земляника, лен и другие культуры. Сорняки иногда больше поглощают воды и удобрений, чем посеянные растения. Например, сорняк овсюг поглощает воды в полтора раза больше, чем пшеница, а другой сорняк полевая репа — вдвое больше азота и фосфора и в четверо больше извести, чем овес. Сорняки быстро растут, затеняют культурные растения и ухудшают условия их произрастания. Такие растения легко полегают, особенно если они обвиваются вьюнком и гречишкой.
Урожай культурных растений снижается еще и потому, что многие сорняки способствуют распространению насекомых-вредителей (клопов-черепашек, колорадских и майских жуков и др.) и болезней. Например, зольник является растением — хозяином вируса, вызывающего курчавость сахарной свеклы, а барбарис — промежуточным хозяином ржавчины пшеницы.
Сорняки не только снижают урожай, но и ухудшают его качество. Семена таких сорняков, как куколь и плевел, могут привести к отравлению людей и животных. Семена рыжика и горчицы, примешанные к семенам льна, ухудшают, качество льняного масла. Мука, полученная из зерна, засоренного луком виноградным, или молоко коров, пасущихся на участках с этим сорняком, имеют неприятный запах и привкус.
Некоторые сорняки к тому же ядовиты. Так, сумах ядовитый содержит яд урушил, веха — цикутоксин, белена — атропин, дурман — гиосцин и т. д. Было установлено, что цикутоксин у человека и животных вызывает появление спазм, а в больших дозах приводит к смерти. Молочная болезнь, встречающаяся в США, вызывается трематолом, содержащимся в посконнике. Эта болезнь проявляется в сильном дрожании тела, истощении, слабости, иногда имеет смертельный исход.
Откуда берутся эти сорняки, причиняющие так много вреда человеку?
Казалось, что если человек постоянно борется с ними, то они в конце концов должны исчезнуть. Но до сих пор сорняки мешают выращивать культурные растения.
Сорняки «путешествуют» по странам. В Европу из Америки были занесены такие злостные сорняки, как ромашка пахучая, щирица белая, паслен колючий, дурнишник американский, мелколепестник канадский, амброзии и другие. Из Европы в свою очередь были завезены пырей, горчак розовый, гуадай, зверобой, осот. Василек в Америку завезен в начале этого века из России с семенами туркестанской люцерны.
В настоящее время в нашей стране специальная служба, так называемая карантинная, предпринимает все меры для предупреждения дальнейшего ввоза сорняков.
Сорняки исключительно плодовиты. Некоторые из них образуют огромное количество семян. Например, на одном растении щирицы может образоваться свыше 1 000 000 семян, ромашки — 1 500 000, полыни — 2 000 000, чернобыльника до 10 000 000 семян. Подсчитано, что если бы все образующиеся семена с одного растения мокрицы проросли и дали растения с таким же числом семян, то за три года на каждом метре суши нашей планеты было бы по 25 растений мокрицы.
Семена сорняков, попадая в почву, могут долго в ней сохраняться. Семена щирицы около 40 лет могут пролежать в почве и затем прорасти. Поэтому семян сорняков накапливается в почве очень много. В некоторых почвах их найдено около 10 ц на 1 га.
Некоторые из сорняков дают меньше семян, но зато размножаются вегетативно. Злостный сорняк гумай, достигающий 2 м высоты, дает около 2000 семян, но его корневища, сильно разрастаясь в почве, накапливаются в больших количествах — до 3 т на 1 га.
Неприятен и сорняк тростник. При освоении целины его выжигают, но оставшиеся корневища вновь энергично отрастают. Даже глубокая перепашка в первый год не дает желаемых результатов. Оставшиеся неповрежденные почки, прорастая, образуют новые растения.
А сколько несчастья приносит пырей! Он резко снижает урожай, служит рассадником всевозможных вредителей культурных растений, затрудняет обработку почвы. И как с ним не борются, он до сих пор остается широко распространенным сорняком. Слишком быстро он размножается. Длина корневищ пырея может достигать нескольких сотен километров на одном гектаре и иметь до 250 млн. почек. Каждая такая почка может дать побег и образовать самостоятельное растение.
Бороться с сорняками начали давно. Сначала применяли в основном ручную прополку. Позднее стали использовать методы механической обработки. Регулярное рыхление почвы стало неотъемлемым мероприятием каждого хозяйства. Специальные машины значительно облегчили проблему борьбы с сорняками. Введение правильных севооборотов также явилось эффективным средством подавления сорняков. Были рекомендованы и биологические методы уничтожения сорняков. Для борьбы со зверобоем — сорняком, ядовитым для крупного рогатого скота и овец было предложено использовать насекомых. Завезенные из Австралии в США насекомые приводят к уменьшению засоренности полей этим сорняком. Однако биологические методы борьбы с сорняками не нашли широкого применения в силу малой эффективности, а также возможности снижения урожая других культур при сильном их размножении.
Человек давно мечтал о таких веществах, которыми можно было бы обработать посевы, уничтожить сорняки, не оказав вредного действия на культурные растения. Такие средства, уничтожая сорняки во время их роста, не давали бы возможности образовывать сорнякам семена и накапливать их в почве. Эта мечта долгое время была неосуществимой. Считали ее даже утопией. Но накапливавшиеся факты указывали на возможность найти такие средства.
В медицине известны и нашли широкое применение препараты, которые подавляли размножение микроорганизмов и не оказывали вредного действия на человека и животных. Микробиологи с помощью химических препаратов подавляли развитие одних бактерий и стимулировали рост других.
Было установлено, что даже яды, будучи применены в малых дозах, могут быть использованы для борьбы с болезнями. Например, индейцы Южной Америки давно используют яд кураре, добываемый из корней и побегов растений рода Стрихнос. Животное, пораженное стрелой, отравленной этим ядом, падает и лежит без движения, так как он парализует мышцы. А нельзя ли использовать кураре для медицинских целей? Например, для временной парализации мышц при некоторых операциях? В опытах с животными было установлено, что можно найти такие дозы яда, которые парализуют мышцы, но не приводят к смертельному исходу.
Чтобы проверить возможность использования этого яда, надо было провести соответствующий эксперимент на человеке. Очень опасный опыт провел на себе врач Смит в 1944 году. Он потом рассказывал: «Я чувствовал себя так, как будто был заживо погребен». Этим опытом была установлена доза кураре, которая не является для человека опасной.
В растениеводческой практике давно было известно, что с помощью солей меди, сернокислого железа, серной кислоты, мышьяковистокислого натрия и других веществ можно уничтожать сорняки. Но все эти вещества были мало эффективны и дороги, поэтому и не нашли широкого практического применения.
В 1938 году было показано, что натриевая соль 4,6-динитро-о-крезола (синокс), убивая широколистные сорняки, не оказывает губительного действия на злаки. Этот факт вновь оживил интерес к поискам химических средств борьбы с сорняками.
В 1941 году была синтезирована 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота (2,4-Д), а в 1944 году появились первые сообщения о ее действии на сорняки. В 1946 году на одной из экспериментальных станций США был впервые проведен опыт по применению 2,4-Д для борьбы с сорняками в посевах кукурузы. Этот опыт убедительно показал, что с помощью 2,4-Д можно освободить посевы от широколистных сорняков.
Об активности 2,4-Д можно судить по таким данным. Если для уничтожения растений применить хлорноватистый натрий, то его расход на 1 га составит 500 кг, в случае использования хлористого натрия потребуется 50 000 кг препарата на 1 га, тогда как 2,4-Д — всего 2 кг.
2,4-Д — высоко активное соединение, избирательно действующее на растения, быстро вытеснило селитру, неочищенные масла, серную кислоту, хлораты, применяемые для борьбы с сорняками. Опрыскивая посевы пшеницы, ржи, кукурузы и других злаков водным раствором 2,4-Д, удалось очистить их от таких сорняков, как лебеда, сурепка, щирица, василек синий, донник и многих других. Под действием препарата у лебеды, сурепки и других сорняков верхушки изгибались, листья желтели и засыхали, а через несколько дней они погибали.
Своевременно проведенная химическая прополка, угнетая или полностью подавляя сорняки в год обработки, вместе с тем сокращает засорение почвы семенами сорных растений. Так, на необработанном участке лебеда дала 31 670 семян на 1 м2, ромашка — 5 040, на обработанном препаратом участке лебеда дала всего 920 семян, а ромашка — 720.
Когда речь идет об уничтожении сорняков, то имеется в виду такая гибель этих растений, когда они не могут возобновить свой рост. Многие многолетние сорняки, размножающиеся корневищами, после гибели надземной части быстро отрастают вновь. Иногда казалось, что найден прекрасный гербицид, который губит сорняки в течение нескольких дней, но через некоторое время вместо одних отмерших надземных частей появлялись новые. Было установлено, что разные препараты оказывают различное действие на растения. Одни из них (динитрофенолы, цианамид кальция, пентохлорфенол и др.) действуют лишь на те части, на которые попал препарат, другие, легко передвигаясь по растению, вызывают отмирание не только надземных частей, но и корней и корневищ. Такими препаратами являются 2,4-Д, 2,4,5-Т, 2М-4Х и другие.