Fitotoksyczne działanie herbicydów na rośliny uprawne.

Herbicydy to substancje chemiczne oraz kultury organizmów stosowane w celu niszczenia, lub hamowania wzrostu i rozwoju roślin. Stosowanie herbicydów na polach uprawnych pozwala ograniczyć straty plonu wynikające z konkurencyjnego oddziaływania chwastów.
Niemniej jednak, powszechne stosowanie środków chwastobójczych stwarza ryzyko obecności pozostałości substancji aktywnych zarówno w glebie jak i płodach rolnych.

Herbicydy stosowane nawet w zalecanych dawkach mogą wykazywać negatywne działanie na rośliny uprawne. Środki chwastobójcze wpływają na szereg procesów metabolicznych roślin, między innymi prowadzą do zmiany stężenia aminokwasów, substancji białkowych, a także zakłócają proces syntezy węglowodanów. Ponadto herbicydy mogą wpływać na zawartość składników mineralnych, jak i skład witamin w płodach rolnych.

Wadą niektórych środków chwastobójczych jest ich długi okres zalegania w glebie. Herbicydy o długim okresie degradacji nie tylko ograniczają swobodny wybór określonych gatunków roślin w zmianowaniu, ale również naruszają równowagę biologiczną gleby. Natomiast herbicydy, które cechuje duża mobilność w środowisku glebowym (chlopyralid, chlorosulfuron, dikamba czy fluroksypyr) mogą prowadzić do zanieczyszczenia wód gruntowych.

Długość okresu degradacji środków chemicznych jest zmienny i zależy od: budowy chemicznej herbicydu, obecności mikroorganizmów glebowych, zawartość materii organicznej, dawki i czasu zastosowania preparatu. oraz od warunków glebowych i klimatycznych.

W glebie herbicydy ulegają różnym procesom, które ostatecznie decydują o ich dostępności dla chwastów, tempie rozkładu i poziomie pozostałości w glebie, a także o oddziaływaniu na środowisko. Do głównych procesów fizycznych, jakim podlegają herbicydy w środowisku glebowym należą: adsorpcja na powierzchni cząstek glebowych, ulatnianie się do atmosfery, przemieszczanie się w wyniku erozji wodnej lub wietrznej oraz przemieszczanie się wraz z wodą w głąb gleby.

Zjawisko adsorpcji jest odwracalne i zależy od pojemności sorpcyjnej gleby, jej wilgotności, temperatury oraz pH. Właściwości sorpcyjne gleby powodują, że jedynie część herbicydu zawartego w glebie jest dostępna dla roślin. W glebie substancje aktywne herbicydów ulegają rozdziałowi między cząsteczki gleby a roztwór glebowy. Rośliny mogą pobrać jedynie tą część, która znajduje się w roztworze glebowym. Natomiast cząsteczki herbicydu zaadsorbowane bądź związane chemicznie z fazą stałą gleby nie są dostępne dla roślin. Adsorpcja jest tym silniejsza im gleba ma większą pojemność sorpcyjną (zwłaszcza gleby ciężkie, o dużej zawartości próchnicy, o niskim stopniu uwilgotnienia, niskiej temperaturze oraz wyższym pH), a herbicyd znajduje się w stanie niezdysocjowanym.

Do najważniejszych czynników klimatycznych należą: światło, temperatura oraz opady. Światło jest konieczne do działania herbicydów hamujących fotosyntezę (metrybuzyna, linuron) czy herbicydów fotoaktywnych.

Na aktywność herbicydów wpływa również temperatura powietrza. Wyższa temperatura zwiększa i przyspiesza pobieranie większości herbicydów przez rośliny oraz przyspiesza ich przemieszczanie się do miejsca działania. Jednakże, w warunkach wysokiej temperatury krople cieczy użytkowej szybko wysychają, co ogranicza absorpcję herbicydu oraz zwiększa wrażliwość roślin uprawnych. Dlatego, optymalna temperatura powietrza dla większości herbicydów waha się w granicach 10 – 25°C.

Okresowe przymrozki, po zastosowaniu większości preparatów nalistnych, nie wpływają w większym stopniu na aktywność herbicydów. Jedynie silniejsze mrozy mogą ograniczyć skuteczność chwastobójczą większości preparatów systemicznych, stosowanych dolistnie. Spadki temperatury powietrza mają zdecydowanie większe znaczenie dla zachowania selektywności herbicydów w stosunku do roślin uprawnych. W okresie przedłużających się chłodów, niektóre z herbicydów doglebowych działają niedostatecznie, ponieważ ulegają rozkładowi lub ulegają adsorpcji przez glebę, co zapobiega przemieszczaniu się ich do głębszych warstw gleby.

Kolejnym czynnikiem silnie wpływającym na działanie herbicydów, zwłaszcza dolistnych jest wilgotność powietrza. Wyższa wilgotność powietrza sprzyja wnikaniu herbicydu do tkanek roślin, a tym samym zwiększa efekt chwastobójczy. Zjawisko to spowodowane jest wolniejszym wysychaniem kropel preparatu z powierzchni liści oraz słabo wykształconą w warunkach wysokiej wilgotności tkanką okrywającą.

Poszczególne herbicydy różnią się tempem wnikania do roślin. By ich działanie było skuteczne wymagają różnego czasu bez opadu deszczu po ich zastosowaniu. Niewielkie opady (poniżej 1 mm) występujące nawet bezpośrednio po zastosowaniu herbicydu, z reguły nie wpływają na ich działanie. W przypadku wystąpienia obfitych opadów bezpośrednio po zabiegu preparatem działającym dolistnie, herbicyd zostaje zmyty, a w rezultacie substancja aktywna traci swoje chwastobójcze działanie. Czas potrzebny do pobrania herbicydu przez liście chwastów, w określonych warunkach, zależy od substancji aktywnej, rodzaju formulacji preparatu oraz od właściwości cieczy użytkowej. Herbicydy zawierające substancję aktywną linuron powinny być stosowane po wschodach, co najmniej 4–5 godzin przed spodziewanym deszczem, natomiast oksyfluorofen stosowany nalistnie działa skutecznie nawet, gdy opady wystąpią po 1–2 godzinach od zabiegu. Pendimetalina zastosowana na suchą glebę, może działać słabo lub jej działanie będzie opóźnione do czasu wystąpienia deszczu. Susza opóźnia zarówno rozkład herbicydu, a także pobieranie herbicydu przez chwasty.

W zależności od zastosowanej substancji czynnej oraz od mechanizmu jej działania, herbicydy mogą wywołać różne objawy fitotoksycznego działania, które w konsekwencji prowadzą do zamierania roślin wrażliwych, a tym samym do poniesienia strat w plonie.

Rośliny wrażliwe na regulatory wzrostu charakteryzują się: poskręcanymi i podwiniętymi ku górze brzegami blaszek liściowych i łodyg oraz zahamowanym wzrostem. Pierwsze objawy uszkodzeń pojawiają się zwykle kilka godzin po oprysku.

Rośliny wrażliwe na regulatory wzrostu reagują poskręcanymi i podwiniętymi ku górze brzegami blaszek liściowych i łodyg oraz zahamowanym wzrostem.

Objawy uszkodzeń powodowane przez inhibitory syntezy aminokwasów występują zwykle po upływie kilku lub kilkunastu dni po wykonaniu zabiegu herbicydowego. W pierwszym okresie występuje zahamowanie wzrostu i rozwoju roślin, natomiast w późniejszym okresie pojawiają się chlorozy i czerwienienie tkanek liści pomiędzy nerwami. Wymienione objawy mogą pojawić się na ogonkach liściowych oraz nerwach najmłodszych liści.

Inhibitory syntezy lipidów wykazują aktywność biologiczną w stosunku do roślin jednoliściennych. Zastosowanie graminicydów we wczesnych fazach rozwojowych np. buraka cukrowego (liścienie do 1 pary liści) prowadzi do zahamowania wzrostu rośliny uprawnej.

W zależności od posiadanej w swej budowie grupy chemicznej, inhibitory wzrostu siewek powodują różnorakie objawy fitotoksycznego działania. Rośliny wrażliwe na amidy są skarłowaciałe. Wzrost i rozwój zarówno pędów jak i korzeni ulega zahamowaniu, a liście stają się ciemnozielone.

Z kolei herbicydy z grupy chloroacetoanilid, prowadzą do zahamowania wzrostu siewek, a tym samym do zamierania roślin wrażliwych po ich skiełkowaniu.

W przypadku pozostałości substancji czynnych herbicydów należących do dinitroanilin rośliny ulegają skarłowaceniu, co w konsekwencji prowadzi do uszkodzeń wschodzących roślin lub całkowity  ich brak. Rośliny wrażliwe charakteryzują się krótkimi, cienkimi korzeniami, zgrubiałą łodyżką podliścieniową oraz chropowatymi i kruchymi liśćmi. U roślin uprawnych wzrasta ryzyko uszkodzeń w okresie chłodnej i wilgotnej pogody, w okresie kiełkowania oraz po wystąpieniu obfitych opadów deszczu, na skutek których substancje czynne przemieszczają się w głąb gleby.

Objawy uszkodzeń wywołane przez herbicydy należące do grupy inhibitorów fotosyntezy są różne w zależności od sposobu pobierania substancji czynnej. W przypadku wnikania substancji czynnej przez korzenie następuje żółknięcie i zamieranie roślin wrażliwych zaraz po ich wschodach. Symptomami fitotoksycznego wpływu herbicydów nalistnych są chlorozy, które pojawiają się na blaszkach liściowych w miejscu kontaktu preparatu z ich powierzchnią.

                      Chlorozy pojawiają się na blaszkach liściowych w miejscu kontaktu preparatu z ich powierzchnią.

Powstawanie białych plam lub bielenie całych roślin to charakterystyczne objawy fitotoksycznego oddziaływania inhibitorów syntezy pigmentów . W początkowym okresie po zastosowanym środku nie obserwuje się zmian na roślinach, zaś w późniejszym terminie pojawiają się na liściach nekrozy i chlorozy, powodujące stopniowe ich zasychanie. Po zastosowaniu preparatu rośliny wrażliwe nie wschodzą lub zaraz po wschodach bieleją i stopniowo zamierają. W przypadku mniejszego niż 75 % wystąpienia plam na powierzchni liści może nastąpić regeneracja tkanek roślinnych.

Grupę destruktorów błon komórkowych reprezentują środki chemiczne o działaniu kontaktowym. Objawy uszkodzeń widoczne są już po kilku godzinach po zabiegu. W miejscu kontaktu herbicydu z tkanką roślinną pojawiają się chlorotyczne plamy oraz nekrozy.

Powolne tempo rozkładu substancji czynnej, a zatem długi okres zalegania substancji chemicznej w glebie wpływa również na rozwój rośliny następczej, prowadząc do zahamowania jej rozwoju lub do pojawienia się na niej różnych objawów uszkodzeń.

W korzystnych warunkach glebowo-klimatycznych do rozkładu substancji czynnych, większość stosowanych herbicydów w uprawach rolniczych rozkłada się w trakcie sezonu wegetacyjnego i nie stwarza zagrożenia dla roślin następczych. W przypadku gleb piaszczystych, łatwo przesychających, o niskim pH czy w okresie niskich temperaturach mogą wystąpić na roślinach przejściowe objawy uszkodzeń. Niemniej jednak, największe zagrożenie pojawia się, gdy istnieje potrzeba wcześniejszego zaorania plantacji rośliny uprawnej, spowodowane najczęściej warunkami atmosferycznymi, między innymi: wymarznięciem czy gradobiciem. W uprawie roślin rolniczych stosowane są także substancje czynne herbicydów, które wymagają do swojego rozkładu zdecydowanie dłuższego okresu, a niżeli jeden sezon wegetacyjny.

W celu uniknięcia negatywnego wpływu stosowanych herbicydów na rośliny uprawne jak i następcze ważna jest rozwaga ze strony użytkownika, co do wyboru substancji aktywnej w danym sezonie wegetacyjnym. Ponadto należy: dokładnie zapoznać się z etykietą-instrukcją stosowania herbicydu (akapit na etykiecie – następstwo roślin), dokładnie myć opryskiwacz bezpośrednio po zabiegu, przeprowadzać zabiegi w optymalnych warunkach, zalecaną dawką oraz w odpowiedniej fazie rozwojowej rośliny.

Znajomość tempa uwalniania substancji aktywnych herbicydów pozwala na oszacowanie ryzyka dla upraw następczych lub przesiewów w przypadku występowania pozostałości herbicydów w glebie.

Tab. Działanie następcze wybranych substancji aktywnych.

Monika Najduk