קוטלי עשבים

[ממוזער|שדה שעבר טיפול בקוטל עשבים, '''Sault de-Navailles,''' [צרפת]]
**קוטלי עשבים** הם כימיקלים המיועדים להשמיד עשבים בחלקות המיועדות לעיבוד חקלאי. מטרת הטיפול בקוטלי עשבים היא להכין את הקרקע לפני זריעה על ידי השמדת עשבים שוטים, כך שתימנע תחרות על מקורות מזון בין העשבים השוטים לבין הזרעים שנזרעו או השתילים שנשתלו זה מכבר ועל ידי כך לשפר את התוצרת החקלאית.

## היסטוריה
ממוזער|'''2,4-Dichlorophenoxy'''
לפני השימוש הנרחב בקוטלי עשבים, נעשה שימוש במנגנוני בקרה, כגון שינוי רמת החומציות של הקרקע, מליחותה או רמות הפוריות של הקרקע, כדי לשלוט בעשבים שוטים. הדברה מכנית, כולל עיבוד קרקע והצפה, שימשה גם היא כדי לשלוט בעשבים שוטים. בסוף המאה ה-19 ותחילת המאה ה-20, כימיקלים אנאורגניים כגון חומצה גופרתית, ארסן, מלחי נחושת, נפט כלוריט הנתרן שימשו כדי לשלוט בעשבים שוטים, אך כימיקלים אלה היו רעילים, דליקים או קורוזיביים, והיו יקרים ולא יעילים בשליטה בעשבים שוטים. קוטל העשבים הראשון התגלה בימי מלחמת העולם השנייה, כתוצאה ממחקר שנערך באופן עצמאי בבריטניה ובארצות הברית על הפוטנציאל שבשימוש חומרים אלה במהלך המלחמה. התרכובת 2,4-D  סונתזה לראשונה על ידי WG Tempelman בחברת אימפריאל כימיקלים. בשנת 1940, עבודתו עם חומצה אינדול אצטית וחומצה נפתלין-אצטית הצביעה על כך ש"חומרי צמיחה המיושמים כראוי יהרגו עשבים רחבי עלים מסוימים בדגנים מבלי לפגוע בגידולים", אף על פי שחומרים אלה היו יקרים מדי וקצרי חיים בקרקע עקב פירוקם על ידי מיקרואורגניזמים מכדי שיהיו שימוש חקלאי מעשי; עד 1941, הצליח צוותו לסנתז מגוון רחב של כימיקלים כדי להשיג את אותה השפעה, בעלות נמוכה יותר וביעילות טובה יותר, כולל 2,4-D. באותה שנה, ר. פוקורני Robert Pokorny בארצות הברית, השיג תוצאה דומה. באופן עצמאי בהנהלת ג'ודה הירש קוואסטל, שעבד בתחנת הניסויים ברוטמנסטד גילה את אותה תגלית. כך הוטל על ידי המועצה למחקר חקלאי ומזון, הבריטי  (ARC),לגלות שיטות לשיפור תנובת היבול. על ידי התייחסות לקרקע כמערכת דינמית ולא כחומר אינרטי. הוא הצליח ליישם טכניקות המחכות מערכות ביולוגיות של גוף האדם, כגון, זילוח. קוואסטל הצליח לכמת את השפעתם של הורמוני צמחים שונים, מעכבים וכימיקלים אחרים על פעילותם של מיקרואורגניזמים בקרקע ולהעריך את השפעתם הישירה על תהליך צמיחת הצמחים. בעוד שעבודתה המלאה של היחידה נותרה בסוד, גילויים מסוימים פותחו לשימוש מסחרי לאחר המלחמה, כולל התרכובת 2,4-D. בשנת 1946, כאשר החומר 2,4-D שוחרר לשוק באופן מסחרי, הוא הפך לקוטל העשבים הסלקטיבי הראשון שהצליח, וחולל מהפכה עולמית בתפוקה החקלאית. הוא אפשר שליטה משופרת מאוד בעשבים בגידולי חיטה, תירס, אורז וגידולי דגנים דומים, משום שהוא קוטל דו-פסיגיים,, אך לא את רוב החד-פסיגיים. העלות הנמוכה של 2,4-D הובילה לשימוש מתמשך, והוא נותר אחד מקוטלי העשבים הנפוצים ביותר בעולם עד עצם ימינו. כמו קוטלי עשבים חומציים אחרים, הרכבים נוכחיים מכילים מלח אמין (לרוב נעשה שימוש בטרימתיל אמין) או באחד מהאסטרים הרבים של התרכובת האם.

שנות החמישים: קוטלי העשבים השייכת לקבוצת הטריאזינים (כוללת את האטרזין),  הוצגה בשנות ה-50. בימינו היא נחשבת ל"משפחת קוטלי העשבים" המדאיגה ביותר בכל הנוגע לזיהום מי התהום, כגון, אטרזין המשתייר מספר שבועות לאחר סחיפה על קרקעות בעלות pH מעל נייטרלי. בתנאי קרקע בסיסיים, אטרזין עלול להיסחף לעומק הקרקע עד לגובה פני המים באמצעות זליגת המים לאחר גשמים ועל ידי כך לגרום לזיהום.

שנות השישים: גלייפוסט הוכן לראשונה בשנות ה-50, אך פעילותו כקוטל עשבים זוהתה רק בשנות ה-60. הוא שווק בשם ראונדאפ בשנת 1971. עם פיתוח צמחי גידול עמידים לגליפוסט, נעשה בו באופן נרחב מאוד בגידולים חקלאיים, בהיותו בעל שליטה סלקטיבית בעשבים שוטים. שילוב קוטל העשבים עם הזרעים של הצמחים העמידים לגלייפוסט, תרם לחיבור של שיתוף פעולה של תעשיית הזרעים מחד והכימיה של קוטלי העשבים, בסוף שנות ה-90. בהווה, קוטלי עשבים מודרניים רבים המשמשים בחקלאות ובגינון מסונטזים במיוחד כך, שיתפרקו תוך פרק זמן קצר לאחר השימוש.

## סיווג
ממוזער|קוטלי עשבים המסווגים לפי מנגנון הפעולה, המבנה הכימי וקבוצת שייכות
הסיווג של קוטלי עשבים בדרכים שונות: פעילותם-תוספים כימיים משפיעים על הסלקטיביות. חומרים פעילי שטח משנים את התכונות הפיזיקליות של תמיסת הריסוס ואת הרעילות הצמחית הכוללת של קוטל העשבים, ומגבירים את הטרנסלוקציה שלהם. חומרים מזרזי פעילות  משפרים את הסלקטיביות על ידי הגברת עמידות הגידול לקוטלי עשבים, אך מאפשרים לקוטל העשבים לפגוע בעשבים השוטים.

רוב קוטלי העשבים מיושמים כתרסיסים על בסיס מים באמצעות ציוד קרקעי. ציוד קרקעי משתנה בעיצובו, אך ניתן לרסס שטחים גדולים באמצעות מרססים בעלי הנעה עצמית המצוידים במרססים ארוכים, באורך של  עם פיות ריסוס במרווחים כל . מרססים נגררים, ידניים ואפילו רתומים לסוסים גם הם נמצאים בשימוש במשקים קטנים. קוטלי עשבים עשויים להיות מיושמים לעיתים גם מהאוויר באמצעות מסוקים או מטוסים, או באמצעות מערכות השקיה.

### סיווג לפי עיתוי השימוש
גורמי אקלים משפיעים על הספיגה: לחות, אור, משקעים וטמפרטורה. קוטלי עשבים המיושמים על העלווה יחדרו לעלה ביתר קלות בלחות גבוהה על ידי הארכת זמן הייבוש של טיפת הריסוס. אור בעוצמה גבוהה עלול לפרק חלק מקוטלי העשבים ולגרום לעיבוי פטוטרת העלה ולהפריע לספיגה. משקעים עלולים לשטוף או להסיר חלק מקוטלי העשבים המרוססים על העלווה, אך הם יגבירו את ספיגת השורשים של קוטלי עשבים המרוססים על הקרקע. צמחים הנמצאים תחת לחץ בצורת נוטים פחות לעבור טיפול בקוטלי עשבים. ככל שהטמפרטורה עולה, הפעילות של קוטלי העשבים עלולה לרדת. לעומת זאת, ספיגה וזליגה של קוטלי עשבים עלולה לרדת במזג אוויר קר מאוד.
* **קוטלי עשבים טרום שתילה** הם קוטלי עשבים לא סלקטיביים המיושמים על האדמה לפני השתילה. חלק מקוטלי העשבים טרום שתילה עשויים להיות משולבים מכנית באדמה. מטרת ההטמעה היא למנוע פיזור באמצעות פירוק פוטוליטי או נדיפות. קוטלי העשבים הורגים עשבים כשהם גדלים באזור שטופל בקוטל עשבים. יש לשלב קוטלי עשבים נדיפים באדמה לפני שתילת המרעה. גידולים הגדלים באדמה שטופלה בקוטל עשבים טרום שתילה כוללים: עגבניות, תירס, פולי סויה ותותים. חומרי חיטוי קרקע כמו מתם-נתרן  ודזומאט  נמצאים בשימוש כקוטלי עשבים טרום שתילה.
* **קוטלי עשבים טרום-הופעה** מפוזרים לפני ששתילי העשבים צצים מעל פני האדמה. קוטלי עשבים אלה אינם מונעים מעשבים לנבוט, אך הם קוטלים עשבים שנבטו באזור שטופל בקוטל העשבים. הם משפיעים על חלוקת התאים בשתיל המתפתח. דיטיופיר  ופנדימטלין  הם קוטלי עשבים טרום-הופעה. עשבים שכבר צצו לפני הריסוס או ההפעלה אינם מושפעים מקוטלי עשבים טרום-הופעה מכיוון שנקודת הגידול העיקרית שלהם עוקפת מהטיפול.
* **קוטלי עשבים אחרי נביטה** מיושמים לאחר ששתילי העשבים צצו מעל פני הקרקע. הם עשויים להיספג על ידי עלים או שורשים של הנבט, סלקטיביים או לא סלקטיביים,. פעילותם על ידי מגע או מערכתיים. יש להימנע משימוש בקוטלי עשבים אלה במהלך גשמים, מכיוון ששטיפתם מהאדמה הופכת אותם ללא יעילים. לדוגמה, 2,4-D הוא קוטל עשבים סלקטיבי, מערכתי, הנספג על ידי עלים לאחר נביטה.

המבנה הכימי: המבנה הכימי של קוטל העשבים הוא בעל השפעת היעילות העיקרית. 2,4-D, מקופרופ  ודיקמברה  שולטים בעשבים רחבי עלים רבים אך נותרים חסרי יעילות כנגד דשא.

קוטלי עשבים לא סלקטיביים, משמשים בעיקר לפינוי אתרים תעשייתיים, שטחי פסולת, מסילות ברזל וסוללות רכבת. התכשירים פרקוואט  גלופוסינט  וגליפוסאט  הם קוטלי עשבים לא סלקטיביים לשימוש על שטחים שלא על מנת להכין שדות לגידולי שדה. בנוסף, ישנם קוטלי עשבים לא סלקטיביים המשמשים להכנת שדות לפני שתילה.

### סיווג לפי שיטת הריסוס
* **ריסוס קרקע**: קוטלי עשבים המיושמים בקרקע נספגים בדרך כלל על ידי השורש או הנצר של השתילים המתפתחים ומשמשים כטיפול טרום שתילה או טרום נביטה. מספר גורמים משפיעים על יעילותם של קוטלי עשבים המיושמים בקרקע. עשבים שוטים סופגים קוטלי עשבים הן במנגנונים סבילים והן במנגנונים פעילים. ספיחה של קוטלי עשבים לקולואידים בקרקע או לחומר אורגני, מפחיתה לעיתים קרובות את הכמות הזמינה לספיגת עשבים. מיקום קוטל העשבים בשכבת הקרקע הנכונה חשוב מאוד, וניתן להשיג זאת מכנית ובאמצעות גשמים. קוטלי עשבים על פני הקרקע עוברים מספר תהליכים המפחיתים את זמינותם. נדיפות ופוטוליזה הם שני תהליכים נפוצים המפחיתים את זמינותם של קוטלי עשבים. קוטלי עשבים רבים ההמרוססים על הקרקע נספגים דרך נבטי צמחים בזמן שהם עדיין מתחת לאדמה, מה שמוביל למותם או לפציעתם. EPTC  וטריפלוארין  הם קוטלי עשבים המפוזרים בקרקע.
* **ריסוס על העלווה** נעשה על חלק מהצמח מעל הקרקע. החומר נספג על ידי רקמות חשופות. אלו הם בדרך כלל קוטלי עשבים המיושמים לאחר נביטה ויכולים להתפשט באופן מערכתי לכל חלקי הצמח או להישאר מקום מסוים. מחסומים חיצוניים במבנה הצמחים כמו קוטיקולה, שעווה, דפנות התא משפיעים על ספיגת קוטלי העשבים ופעולתם. גלייפוסט, 2,4-D ודיקמבה הם קוטלי עשבים המיושמים על העלווה.

### סיווג לפי מנגנון הקטילה
קוטלי עשבים מפריעים למנגנון הביוכימי התומך בגדילת צמחים. קוטלי עשבים מחקים לעיתים קרובות פעילות הורמונים טבעיים של צמחים, סובסטרטים של אנזימים, וקופקטורים. הם מפריעים לחילוף החומרים בצמחי המטרה. קוטלי עשבים מסווגים לעיתים קרובות לפי אתר הפעולה שלהם מכיוון שככלל, קוטלי עשבים באותו סוג אתר פעולה גורמים לתסמינים דומים בצמחים רגישים. סיווג המבוסס על אתר הפעולה של קוטל העשבים עדיף מכיוון שהוא מאפשר לטפל בניהול עמידות לקוטלי עשבים בצורה יעילה יותר. סיווג לפי מנגנון פעולה (MOA) מציין את האנזים, החלבון או השלב הביוכימי הראשון המושפע בצמח לאחר הריסוס.
* **מעכבי ACCase**: אצטיל קואנזים A קרבוקסילאז  (ACCase) בגידולים חקלאיים.
* **מעכבי EPSP**: אנזים אנולפירווילשיקימט 3-פוספט סינתאז  (EPSPS) משתתף בסינתזה של חומצות האמינו טריפטופן, פנילאלנין וטירוזין. הם משפיעים על עשבים ועציצים כאחד. גלייפוסט (ראונדאפ) הוא מעכב EPSPS סיסטמי המנוטרל על ידי מגע עם הקרקע.
* **קוטלי עשבים דמויי אוקסין**: גילוי אוקסינים סינתטיים חנך את עידן קוטלי העשבים האורגניים. הם התגלו בשנות ה-40 לאחר מחקר ארוך של אוקסין הידוע כמווסת הורמונלי לצמיחת צמחים. אוקסינים סינתטיים מחקים הורמון צמחי זה בצורה מסוימת. מספר הם פועלים על נקודות פעולה על פני קרום התא, והם יעילים בשליטת צמיחה של צמחים דו-פסיגיים T-2,4,5 ו־D 2, 4 ואמינופיראליד  הם דוגמאות לקוטלי עשבים סינתטיים מסוג אוקסין.
* **מעכבי [[Photosystem II|פוטוסיסטם II]]**  מפחיתים את זרימת האלקטרונים ממולקולת המים ל־NADP <sup>+</sup> בשלב הפוטוכימי של הפוטוסינתזה. הם נקשרים לאתר Qb בחלבון D1, ומונעים מהכינון להיתקשר לאתר זה. לכן, קבוצת תרכובות זו גורמת להצטברות אלקטרונים על מולקולות הכלורופיל. כתוצאה מכך, מתרחשות תגובות חמצון מעבר לכמות התגובות המחמצנות שהתא הצמחי מסוגל להתמודד איתן, ומוביל לקטילת התאים. קוטלי העשבים טריאזין , (כולל סימזין , ציאנזין , אטרזין ) ונגזרות אוריאה (דיורון) הם מעכבי פוטו מערכ II. קוטלי עשבים נוספים בקטגוריה זו הם כלורברומורון, פיראזון, איזופרוטורון, ברומאציל  וטרבאציל.
* **מעכבי פוטוסיסטם I** וטלים אלקטרונים מפרהדוקסינים, ובמיוחד מהמסלול הרגיל דרך סולפיד הברזל-FeS ל-Fdx ל-NADP +, מה שמוביל לפריקה ישירה של אלקטרונים על מולקולת החמצן. כתוצאה מכך, נוצרים רדיקלים חופשיים של חמצן ומתרחשות תגובות חמצון מעבר לאלו הנסבלות בדרך כלל על ידי התא, מה שמוביל למוות צמחים. קוטלי עשבים מסוג ביפירידיניום , כגון דיקוואט ופרקוואט, מעכבים את שלב FeS ל-Fdx בשרשרת זו, בעוד שקוטלי עשבים מסוג דיפניל אתר  (כגון ניטרופן,  ניטרופלואורפן,  ואציפלואורפן ) מעכבים את שלב Fdx ל-NADP +.
* '''מעכבים'''  מעכבים את האנזים 4-הידרוקסיפנילפירובט דיאוקסיגנאז,  המעורב בפירוק טירוזין. תוצרי פירוק הטירוזין משמשים צמחים לייצור קרוטנואידים, המגנים על הכלורופיל בפני הרס על ידי קרני אור השמש. כתוצאה מפעולת קוטל העשבים הצמחים מלבינים והצמחים מתים. מזוטריון  וסולקוטריון  הם קוטלי עשבים בקטגוריה זו. התרופה ניטיסינון , התגלתה במהלך פיתוחה כשייכת לקטגוריה זו של קוטלי עשבים.

### סיווג לפי מבנה כימי
ממוזער|Aryloxyphenoxypropionate
בנוסף לסיווגים מבוססי מנגנון, קוטלי עשבים מסווגים לעיתים קרובות לפי המבנים הכימיים או דריוטים שלהם. סוגים מבניים דומים פועלים בדרכים דומות. לדוגמה, נראה כי קוטלי עשבים ממשפחת הארילוקסיפנוקסיפרופיונאטים Aryloxyphenoxypropionate (דיקלופופ, כלורזיפופ )משמשים כקוטלי עשבים, כוללים את המוצרים המסחריים הבאים: ציקלוקסידים,  קלתודים,  טרלקוקסידים,  בוטרוקסידים,  סתוקסידים ס, פרופוקסידים  ומזוטריון . הכרת משפחת הקוטלי עשבים משמשת כאסטרטגיה לטווח קצר לניהול עמידות לאתר הפעולה. חומצה פנוקסיאצטית מחקה את חומצה אינדולאאצטית  (IAA) הטבעית של האוקסין. משפחה זו כוללת את MCPA, 2,4-D, ו-2,4,5-T, פיקלוראם,  דיקמבה, קלופירליד, טריקלופיר  ובוטרוקסידים. 

### סיווג WSSA ו-HRAC
באמצעות מערכת Weed Science Society of America (WSSA) ו־Herbicide Condition and World Grains (HRAC),  קוטלי עשבים מסווגים לפי דרך הפעולה. בסופו של דבר, Herbicide Condition Action Committee (HRAC) ו־Weed Science Society of America (WSSA) פיתחו מערכת סיווג. קבוצות במערכות WSSA ו-HRAC מסומנות במספרים ואותיות, מודיעות למשתמשים על דרך הפעולה של קוטלי עשבים ומספקות המלצות מדויקות יותר לניהול עמידות.

## עמידות
קוטל עשבים נחשב לבעל פעילות שיורית נמוכה אם הוא מנוטרל תוך זמן קצר, תוך מספר שבועות או חודשים, מרגע הריסוס. בדרך כלל זה נובע מגשמים או מתגובות בקרקע. קוטל עשבים המתואר נחשב לבעל פעילות שיורית גבוהה אם הוא יישאר פעיל לטווח ארוך בקרקע. בתרכובות מסוימות, הפעילות השיורית יכולה להשאיר את הקרקע כמעט צחיחה לצמיתות.

## גורמי סיכון
קוטלי עשבים נחשבים לחומרים המסכנים את בריאות האדם. התסמינים של חשיפה לקוטלי עשבים בנשימה הם: גירוי דרכי הנשימה, שיעול, כאב או יובש גרון, לחץ בחזה. חשיפה של בליעה גורמת לתסמינים של כאבי בטן, הקאות, שלשולים, כאבי ראש, ירידה בחום הגוף. חשיפה ממושכת לקוטלי עשבים גורמת לתסמינים חמורים הכרוכה בהפרעות עצביות, מחלות סרטן, הפרעות הורמונליות, הפרעות גדילה ופגיעה בפוריות.

### תקנות בישראל
החקיקה בישראל בדבר שימוש בקוטלי עשבים מסדירה את השימוש בהם להגנה על בריאות הציבור והסביבה, תוך הגבלת ריסוס אווירי, קביעת מרחקי בטיחות ממבנים, והתניה בשימוש בחומרים מאושרים בלבד. חוק הסדרת העיסוק בהדברה תברואית (2016) והתקנות הנלוות מפקחים על יישום החומרים, במיוחד באזורים רגישים ושטחי בור. בישראל קיימת יחידה למניעה וניטור של עשבים רעים כולל זיהוי ואבחון בכל רחבי הארץ שתפקידה לתת הנחיות לביצוע ניסיונות הנדרשים לרישום קוטלי עשבים בארץ, לאתר מיני עשבים פולשים בישראל ולהגדירם ומידע בנושא של הדברה ביולוגית ירוקה, להציע שיטות אלטרנטיביות לביעור עשבים רעים, וניקיון זרעים מיובאים.

## קישורים חיצוניים

## הערות שוליים

קטגוריה:חקלאות בחברה ובתרבות
קטגוריה:בוטניקה