Ziemniak Polski 2009 nr 3
Ochrona
PROBLEM KOMPENSACJI CHWASTÓW
PROBLEM KOMPENSACJI CHWASTÓW
I ICH ODPORNOŚCI NA HERBICYDY
I ICH ODPORNOŚCI NA HERBICYDY
mgr inż. Janusz UrbanowiczIHAR, Zakład Nasiennictwa i Ochrony Ziemniaka w Boninie e-mail: urbanowicz@ziemniak-bonin.pl
rudno sobie wyobrazić współczesne rolnictwo bez stosowania środków ochrony roślin. Korzyści wynikające ze stosowania herbicydów (środków przezna-czonych do zwalczania chwastów) to: ich wysoka skuteczność, co znajduje odzwier-ciedlenie w wysokości i jakości plonów, ogra-niczenie ilości nasion chwastów w glebie, mniejsze nakłady na pielęgnację plantacji, większa efektywność integrowanych metod ochrony. Mimo że herbicydy znajdują rów-nież przeciwników, którzy najbardziej oba-wiają się toksycznego działania na środowi-sko, stosowanie ich zgodnie z zaleceniami jest bezpieczne, tym bardziej że toksyczność nowoczesnych środków jest bardzo niska. Wadą herbicydów może być długość okresu
T
zalegania w glebie i co za tym idzie –ewen-tualny wpływ na rośliny uprawiane następ-czo. Bardzo ważna jest znajomość mechani-zmów i sposobu działania herbicydów. Ma to duże znaczenie praktyczne, gdyż każdy her-bicyd działa w specyficzny sposób i jego wie-lokrotne stosowanie może prowadzić do przyspieszenia selekcji biotypów odpornych w zbiorowisku chwastów. Do badania zja-wisk związanych z odpornością chwastów na herbicydy została utworzona międzynarodo-wa organizacja – Herbicide Resistance Ac-tion Committee (HRAC). Dokonano klasyfi-kacji herbicydów ze względu na ich mecha-nizm działania. Pełną jej wersję można od-naleźć na stronie internetowej pod adresem http://www.weedscience.org (tab. 1).
Tabela 1 Klasyfikacja herbicydów według mechanizmu ich działania
Grupa Mechanizm działania Substancja biologicznie czynna
A inhibitory syntezy acetylo-CoA diquat, laktofen B inhibitory syntetazy mleczanowej ALS chlorosulfuron
C1,2,3 inhibitory fotosyntezy – fotosystemu II triazyny, mocznikowe, amidowe
D zmiany w fotosystemie I dwupirydyle
F1,2,3 inhibitory biosyntezy karotenoidów, chlorofilu chlomazon, amitrol G inhibitory syntetazy glutaminowej (EPSP) glifosat
K1,2,3 inhibitory mitozy trifluralina, pendimetalina,
acetamidy, metolachlor
N inhibitory syntezy lipidów tiokarbaminiany
O syntetyczne auksyny 2,4-D, MCPA, MCPP, MCPB,
2,4-DP, dicamba
Źródło: Rola, Rola 2002
Ziemniak Polski 2009 nr 3
Znajomość mechanizmów działania herbi-cydów pozwala zaplanować ochronę ziem-niaków w taki sposób, by nie doprowadzić do bardzo niekorzystnych zjawisk: kompensa-cji chwastów lub odporności chwastów na herbicydy, które często są wynikiem nie-umiejętnego stosowania środków.
Kompensacja chwastów – polega na masowym występowaniu jednego lub dwóch gatunków, ze sporadycznym występowa-niem innych. Taki rodzaj zachwaszczenia jest bardzo niekorzystny dla rośliny upraw-nej, gdyż taka sama ilość chwastów jednego gatunku jest bardziej konkurencyjna niż iden-tyczna ilość chwastów różnych gatunków. Szkodliwość polega na jednostronnym, wy-biórczym pobieraniu składników pokarmo-wych.
Mechanizm powstawania kompensacji chwastów jest bardzo prosty, polega na dłu-gotrwałym stosowaniu w danym gospodar-stwie herbicydów, które zawierają w swoim składzie takie same substancje aktywne lub o podobnym sposobie działania. Prowadzi to do wyniszczenia jednych gatunków chwa-stów (wrażliwych) i stwarza idealne warunki do rozwoju innych (średnio wrażliwych i od-pornych). W wielu przypadkach sami przy-czyniamy się do powstawania kompensacji poprzez „przyzwyczajenie się” do skuteczne-go herbicydu. Uzyskany raz wysoki efekt chwastobójczy każe nam stosować konkret-ny herbicyd przez szereg lat na tym samym polu, co może powodować kompensację ga-tunków trudnych do zwalczenia. Najczęściej są to gatunki wieloletnie albo wrażliwe tylko na nieliczne substancje aktywne.
Pierwszym przykładem kompensacji było masowe występowanie na polach upraw-nych gatunków chwastów z klasy jednoli-ściennych, głównie traw. Związane to było z dostępnością na rynku herbicydów zwalcza-jących gatunki chwastów dwuliściennych, które były skutecznie zwalczane, i na skutek braku konkurencji z ich strony zaczęły domi-nować w wielu uprawach gatunki jednoli-ścienne. Był to ogromny problem, który zo-stał rozwiązany poprzez wprowadzenie do ochrony graminicydów, czyli herbicydów zwalczających gatunki jednoliścienne. W celu przeciwdziałania powstawaniu zjawiska kompensacji chwastów należy:
wprowadzać rotację herbicydów;
stosować herbicydy o różnym mechanizmie działania;
stosować mieszaniny herbicy-dów; najlepiej aby komponenty mie-szaniny miały różne mechanizmy działania na chwasty i możliwie sze-rokie spektrum zwalczania (różne ga-tunki).Jeżeli już doszło do kompensacji chwa-stów na polu, to należy liczyć się z większy-mi kosztawiększy-mi, które są związane ze stosowa-niem:
● herbicydów w najwyższych zalecanych dawkach,
● herbicydów z adiuwantami (oczywiście, jeżeli jest taka możliwość),
● mieszanin herbicydowych,
● herbicydów zalecanych do zwalczania „specyficznego” zachwaszczenia (z reguły są one droższe),
●
dawek dzielonych (wzrost kosztów wynika ze zwiększenia liczby zabiegów).Należy również przestrzegać właściwego płodozmianu, nie stosować uproszczeń ani też upraw monokulturowych.
Odporność chwastów na herbicydy – jest to zjawisko bardziej skomplikowane, po-lega na uodpornieniu się, czyli przejściu z grupy wrażliwych do niewrażliwych na daną substancję aktywną (nie należy mylić z od-pornością roślin na dany związek). Najpro-ściej odporność chwastów można zdefinio-wać jako naturalną zdolność niektórych ro-ślin do przeżycia i reprodukcji po zastosowa-niu herbicydu w dawce śmiertelnej dla in-nych roślin tego samego gatunku. Rodzaje odporności:
odporność prosta – polega na uodpornieniu się na jedną substancję aktywną,
odporność mieszana – polega na uodpornieniu się na co najmniej dwie substancje aktywne, ale wyka-zujące ten sam mechanizm działania,
odporność wielokrotna – pole-ga na uodpornieniu się na dwie lub więcej substancji aktywnych charak-teryzujących się różnymi mechani-zmami działania; jest to najbardziej niebezpieczna forma odporności. Mechanizmy powstawania odporności mogą zachodzić na skutek:Ziemniak Polski 2009 nr 3
●
zmian w miejscu działania herbi-cydu – mogą polegać na zmianie se-kwencji aminokwasów w białku, w wyniku czego substancja aktywna nie może przyłączyć się do tego białka i w efekcie końcowym dochodzi do braku działania herbicydu, najczę-ściej związane jest to z mutacjami genowymi;●
zmniejszenia przenikania herbi-cydu do miejsca działania, które może odbywać się poprzez modyfika-cję niektórych cech morfologicznych (osobniki odporne mogą wytwarzać grubszą warstwę wosku itp.), detok-sykację substancji aktywnej zanim przemieści się do miejsca działania (zwiększony metabolizm).Obecnie na świecie potwierdzono istnie-nie 315 biotypów odpornych ze 185 gatun-ków chwastów uodpornionych na różne her-bicydy. Największą liczbę stanowią gatunki uodpornione na herbicydy z grupy inhibito-rów fotosyntezy w fotosystemie II (triazyny i pochodne mocznika), następną co do ilości stanowią gatunki uodpornione na działanie inhibitorów syntazy acetolaktonowej (sulfo-nylomocznikowe). Najliczniejszą grupę sta-nowią gatunki chwastów należących do ro-dziny: wiechlinowatych – 34%, astrowatych – 16%, kapustowatych – 8%, szarłatowatych – 6% oraz komosowatych, rdestowatych i trę-downikowatych po 2%. W Polsce do 2007 roku stwierdzono 9 biotypów chwastów od-pornych w obrębie 8 gatunków. Ryzyko roz-przestrzenienia się gatunków odpornych za-leży głównie od technologii uprawy, sposobu stosowania herbicydów, stopnia zachwasz-czenia pola oraz biologii chwastów. Rozprze-strzenianiu się tego zjawiska sprzyja:
●
uprawa monokulturowa,●
bezorkowy system uprawy,●
regulacja zachwaszczenia wy-łącznie poprzez stosowanie herbicy-dów,● stosowanie herbicydów o takim samym mechanizmie działania przez szereg lat na tym samym polu,
● stosowanie herbicydów o długim okresie zalegania w glebie,
●
stosowanie zbyt niskich dawek herbicydów,●
stosowanie herbicydu w niewła-ściwej fazie rozwojowej chwastów, ● duże zachwaszczenie,●
obcopylność i wysoki współczyn-nik roz-mnażania dużej liczby gatun-ków chwastów,●
niekorzystne warunki pogodowe w czasie zabiegu herbicydowego. Poszczególne gatunki chwastów w róż-nym czasie wytwarzają odporność na daną substancję aktywną. Z literatury wiadomo, że ostrożeń polny uodpornił się na 2,4-D po 18 latach od chwili wprowadzenia tej substancji, szarłat szorstki uodpornił się na triazyny już po 10 latach, a owies głuchy na trialat dopie-ro po 25 latach, natomiast uodpornione na chlorosulfuron fiołek polny i gwiazdnica po-spolita pojawiły się już po 5 latach.W Polsce zjawisko to nie jest jeszcze na szczęście masowe. Pierwsze doniesienia dotyczą pojawienia się uodpornionych osob-ników komosy białej, szarłatu szorstkiego i chwastnicy jednostronnej w kukurydzy, upra-wianej głównie w monokulturze. Jeśli chodzi o zboża, pierwsze doniesienia dotyczą poja-wienia się uodpornionych osobników miotły zbożowej.
Z praktycznego punktu widzenia uodpor-nianie się chwastów na herbicydy jest bar-dzo uciążliwe, gdyż wymusza pewne działa-nia związane ze zmianą taktyki zwalczadziała-nia. Pojawianiu się i rozprzestrzenianiu gatunków chwastów uodpornionych na herbicydy mo-żemy zapobiegać poprzez:
− stosowanie rotacji upraw na tym samym polu,
−
zwalczanie chwastów herbicyda-mi o różnym mechanizherbicyda-mie działania oraz krótkim okresie zalegania w gle-bie,−
stosowanie mieszanin herbicydo-wych (tylko zarejestrowanych, nic na własną rękę!),−
przestrzeganie prawidłowych za-sad agrotechniki,−
stosowanie różnych metod zwal-czania chwastów, również zabiegów mechanicznych.Nowo rejestrowane herbicydy są podda-wane analizie pod kątem ryzyka wytworzenia się odporności chwastów na daną substan-cję aktywną. Jeśli takie ryzyko może wystą-pić, odpowiednie zalecenia są umieszczane
Ziemniak Polski 2009 nr 3
w etykiecie-instrukcji stosowania danego środka.
Literatura
1. Gawroński S. W. 1992. Chwasty odporne. I.
Me-chanizm i stan zjawiska w Polsce. – Ochr. Rośl. 5: 3-4;
2. Rola J. 1988. Zjawisko uodparniania się niektórych
gatunków chwastów na herbicydy. – Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 349: 153-159; 3. Rola H., Rola J. 2002. Teoria i praktyka uodparniania się chwastów segetal-nych na herbicydy stosowane w Polsce. – Prog. Plant Prot. 42: 375-382; 4. Woźnica Z. 2008. Herbologia. PWRiL Poznań: 430 s.
