Nowe rozwiązania w stosowaniu herbicydów - wpływ na zanieczyszczenie środowiska glebowego

36 M. KUCHARSKI, J. SADOWSKI, K. DOMARADZKI

ROCZNIKI GLEBOZNAWCZE Vol. LXIII No 1/2012: 36–38 DOI: 10.2478/v10239-012-0009-0

http://versitaopen.com/ssa oraz http://versita.com.ssa

WSTÊP

W wielu krajach o zintensyfikowanym poziomie rolnictwa pojawi³a siê tendencja zmierzaj¹ca do ra-cjonalnego ograniczenia stosowania œrodków ochro-ny roœlin, a zw³aszcza herbicydów. Dzia³ania te wy-nikaj¹ z proekologicznej polityki krajów Unii Euro-pejskiej, a zwi¹zane s¹ z wprowadzeniem nowej stra-tegii w ochronie roœlin, polegaj¹cej na zredukowaniu dawek oraz zmniejszeniu liczby zabiegów do niezbêd-nego minimum. Wyrazem tej strategii jest ostatnio uchwalona Dyrektywa UE [2009], mówi¹ca o zrów-nowa¿onym stosowaniu pestycydów, osi¹ganym przez zmniejszanie zagro¿enia zwi¹zanego ze stoso-waniem œrodków ochrony roœlin i wp³ywu ich apli-kacji na zdrowie ludzi oraz na œrodowisko, a tak¿e przez zachêcanie do stosowania integrowanej ochro-ny roœlin oraz alternatywochro-nych technologii produkcji. W œlad za decyzjami rz¹dowymi nadesz³a pora na opracowanie konkretnych rozwi¹zañ praktycznych. W wielu krajach rozpoczêto intensywne badania na-ukowe, maj¹ce na celu wypracowanie dla lokalnych

warunków w³aœciwych metod, umo¿liwiaj¹cych zmniejszenie zu¿ycia œrodków, z jednoczesnym za-chowaniem po¿¹danej skutecznoœci dzia³ania. Burak cukrowy nale¿y do upraw, dla ochrony której niezbêd-ne jest stosowanie chemicznych œrodków ochrony roœlin. Asortyment herbicydów stosowanych w upra-wie buraka jest niezmienny od blisko czterdziestu lat. W tym przypadku, poszukiwanie rozwi¹zañ proeko-logicznych ukierunkowane zosta³o w stronê zmian w technice i sposobie aplikacji œrodków chwastobój-czych. Do najwa¿niejszych dzia³añ, umo¿liwiaj¹cych redukcjê sumarycznej dawki herbicydów wprowadza-nej do œrodowiska, nale¿y wykorzystanie w³aœciwo-œci œrodków wspomagaj¹cych (adiuwantów) oraz sto-sowanie systemu dawek dzielonych i mikrodawek [Dexter 1994].

Celem badañ by³o okreœlenie wp³ywu zmian spo-sobu aplikacji, umo¿liwiaj¹ce ograniczenie dawek herbicydów na skutecznoœæ chwastobójcz¹ i poziom pozosta³oœci substancji aktywnych w œrodowisku gle-bowym.

MARIUSZ KUCHARSKI, JERZY SADOWSKI, KRZYSZTOF DOMARADZKI

Instytut Uprawy Nawo¿enia i Gleboznawstwa – Pañstwowy Instytut Badawczy Zak³ad Herbologii i Technik Uprawy Roli we Wroc³awiu

NOWE ROZWI¥ZANIA W STOSOWANIU HERBICYDÓW –

WP£YW NA ZANIECZYSZCZENIE ŒRODOWISKA GLEBOWEGO

NEW SOLUTIONS IN THE HERBICIDE APPLICATION SYSTEM –

THE INFLUENCE ON CONTAMINATION OF THE SOIL ENVIRONMENT

Abstract: The aim of the study was to evaluate the influence of a herbicide application system on herbicide residues in soil.

Preparates containing fenmedifam, desmedifam, etofumesat, metamitron, triflusulfuron and oil adjuvant were applied in the study. Chemical weed control in sugar beet was carried out using herbicides applied in three different systems: double application – preemergence (on bare soil) and postemergence application (weeds in the phase of 2–4 leaves) – system A; preemergence and split postemergence application with adjuvant (triple application) – system B; and quadruple application in 7 to 10 day intervals beginning with first weed emergence (micro-rates of herbicides) – system C. Samples of soil were collected on the harvest day. Herbicide residues were analyzed using HPLC with UV-detection. The sum of all detected residues in system A reached 0.0386–0.0596 mg._kg–1_.

The application of herbicides in systems B and C resulted in a significant decrease of residues on average 34% (system B) and 62% (system C) in comparison to results obtained for system A.

S³owa kluczowe: herbicydy, adiuwanty, ograniczanie dawek, burak cukrowy, gleba Key words: herbicide, adjuvant, dose reduction, sugar beet, soil

37 NOWE ROZWI¥ZANIA W STOSOWANIU HERBICYDÓW – WP£YW NA ZANIECZYSZCZENIE ŒRODOWISKA GLEBOWEGO

TABELA 1. Charakterystyka herbicydów zastosowanych w doœwiadczeniu TABLE 1. Characteristics of preparations used in experiments

a w z a N u t a r a p e r p e m a n n o m m o C n o it a r a p e r p f o a j c n a t s b u S ). a .s ( a n w y t k a e v it c A ). s. a ( e c n a t s b u s C A P U I g w a w z a N e m a n C A P U I CZaowntaentrotœoæfa..sa.s. l a n a t e B s s e r g o r P C E 0 8 1 M A m a h p i d e m n e h p m a h p i d e m s e d e t a s e m u f o h t e e t al i n a b r a c ) y x o l y o li n a b r a cl y h t e m -3 ( -3 l y h t e m e t a m a b r a cl y n e h p -y x o l y o m a b r a cl y n e h p -3 e t a n o fl u s e n a h t e m l y -5 -n a r u f o z n e b -l y h t e m i d -3 , 3 -o r d y h i d -3 , 2 -y x o h t e 2 -) ± ( g 0 6 ×l–1 g 0 6 ×l–1 g 0 6 ×l–1 P W 0 7 x it l o G metamirton 4-amino-4,5-dihydro-3-methy-l6-pheny-l1,2,4-rtaizin-5-one 70% G W 0 5 ir a f a S tirlfusufluron 2-[4-dimethyalmino-6-(2,2,2-tirlfuoroethoxy-)1,3,5-rtaizin-2-yclarbamoysluflamoyl-]m-toluciacid 50% 2 4 8 b o ri t c A C E mfaetttyhyacalitdesdrfom li o d e e s e p a r – 733g×l–1

MATERIA£ I METODY

Badania prowadzono w warunkach polowych, na plantacjach produkcyjnych buraka cukrowego w oko-licy Wroc³awia w latach 2006–2008. Doœwiadczenia w poszczególnych sezonach prowadzono na ró¿nych polach, jednak¿e wszystkie wybrane pod doœwiad-czenia gleby charakteryzowa³y siê zbli¿onymi para-metrami fizykochemicznymi (pH_KCl: 6,1–6,3, Corg: 1,65–1,73%, klasa bonitacyjna gleb: II). Przedplonem dla uprawy buraka cukrowego by³y zbo¿a (pszenica ozima i jara oraz jêczmieñ ozimy). Uprawa i nawo-¿enie by³y zgodne z zaleceniami agrotechnicznymi dla uprawianej roœliny. Na wyznaczonych poletkach o powierzchni 20 m2_{, zastosowano herbicydy w trzech} systemach odpowiadaj¹cych zmianom, jakie nast¹-pi³y w sposobie aplikacji herbicydów stosowanych w uprawie buraka cukrowego. Herbicydy opisane w tabeli 1 stosowano w zabiegu mieszanym (przed-wschodowy + po(przed-wschodowy, jednokrotny) – system A, zabiegu mieszanym (przedwschodowy + powscho-dowy, dzielony – 3-krotny z dodatkiem adiuwanta) – system B oraz systemie powschodowym opartym o

zabiegi dzielone – 4-krotna aplikacja – system C (tab. 2). Doœwiadczenia prowadzono w uk³adzie losowa-nych bloków, w 4 powtórzeniach.

Próbki gleby pobierano w czasie zbioru uprawia-nej roœliny. Wstêpnie przygotowane próbki (oczysz-czone, rozdrobnione i wymieszane) przechowywano do momentu wykonania analiz chemicznych, w za-mkniêtych pojemnikach z tworzywa, w temperaturze minus 19°C. Proces analityczny oznaczania pozosta-³oœci sk³ada³ siê z trzech etapów: ekstrakcji oznacza-nego sk³adnika z próbki, oczyszczania ekstraktu i analizy iloœciowej. Oznaczenie pozosta³oœci metami-tronu, fenmedifamu, desmedifamu i etofumesatu wykonano technik¹ wysoko sprawnej chromatogra-fii cieczowej (HPLC) z detekcj¹ UV. Zastosowane procedury analityczne oznaczania pozosta³oœci opra-cowano w Zak³adzie Herbologii i Technik Uprawy Roli Instytutu Uprawy Nawo¿enia i Gleboznawstwa – Pañstwowego Instytutu Badawczego [Kucharski 2007]. Ze wzglêdu na bardzo niski poziom pozosta-³oœci i brak odpowiedniej metody analitycznej nie oznaczano zawartoœci triflusulfuronu w glebie. Obli-czenia statystyczne wykonano programem Statgra-phics Centurion.

TABELA 2. Systemy aplikacji herbicydów TABLE 2. Herbicide application systems

t k ei b O t n e m t a e r T TTeerrmminofaprteilkatamceijnt Dnaawhakaherbciydu e s o d e d i ci b r e H a h r e p a k w a d a n z c y r a m u S . a .s e s o d l a t o T g [ .s . a f o × ah–1_] m e t s y S m e t s y S l a n a t e B G W 0 7 x it l o G C E 0 8 1 M A TT--03 11xx66,,00lkg 5280 systemA M A l a n a t e B G W 0 7 x it l o G C E 2 4 8 b o ri t c A + C E 0 8 1 TT--01,2,3 3 , 2 , 1 -T g k 0 , 4 x 1 l 5 , 1 x 3 l 0 , 1 x 3 + 0 1 6 3 systemB G W 0 7 x it l o G C E 0 8 1 M A l a n a t e B + G W 0 5 ir a f a S + C E 2 4 8 b o ri t c A + 4 , 3 , 2 , 1 -T 4 , 3 , 2 , 1 -T 4 , 3 , 2 , 1 -T 4 , 3 , 2 , 1 -T g k 5 , 0 x 4 l 8 , 0 x 4 + g 5 1 x 4 + l 0 , 1 x 4 + 6 3 0 2 systemC Objaœnienia – Explanations: T–0 aplikacja przedwschodowa, preemergence application T–1 chwasty w fazie liœcieni, weeds in cotyledonos phase T–2 – 7–10 dni po T–1 – 7–10 days after T–1 term T–3 – 7–10 dni po T–2 (dla obiektu 1 – 2–4 liœcie chwastów), 7–10 days after T–2 term (for object 1 – weeds in phase 2–4 of leaves)

T–4 – 7–10 dni po T–3 – 7–10 days after T–3 term

38 M. KUCHARSKI, J. SADOWSKI, K. DOMARADZKI

WYNIKI I DYSKUSJA

W czasie zbioru, w próbkach gleby pobranej z obiektów gdzie zastosowano herbicydy w najstarszym systemie opartym o zabieg przed- i powschodowy (system A) sumaryczne pozosta³oœci wszystkich ba-danych substancji by³y najwy¿sze i wynosi³y 0,0386– 0,0596 mg._kg–1_{. Zastosowanie herbicydów w} syste-mie B spowodowa³o obni¿enie wykrywanych pozo-sta³oœci œrednio o 34% w porównaniu z wynikami uzyskanymi z obiektów opryskiwanych w systemie A. Najni¿sze pozosta³oœci w próbkach gleby wykry-to na obiektach, gdzie zaswykry-tosowano tzw. mikrodawki herbicydów (system C). W tym przypadku sumarycz-ne pozosta³oœci oscylowa³y w granicach 0,0164– 0,0209 mg×kg–1_{. Stosowanie herbicydów w} progra-mie mikrodawek (system C) umo¿liwi³o obni¿enie, statystycznie istotne, poziomu pozosta³oœci badanych substancji w glebie o 62% (w porównaniu do syste-mu A) (tab. 3).

mikrodawek wi¹¿e siê jednak z du¿ym zaanga¿owa-niem rolnika. Najwa¿niejszym elementem gwarantu-j¹cym powodzenie aplikacji herbicydów w mikrodaw-kach jest znajomoœæ stanu i stopnia zachwaszczenia plantacji oraz rygorystyczne przestrzeganie terminów wykonywania zabiegów herbicydowych. Najwy¿sza skutecznoœæ chwastobójcza uzyskiwana jest, gdy her-bicydy stosowane s¹ w fazie liœcieni chwastów [Dex-ter, Luecke 2001; Domaradzki 2007].

WNIOSKI

Nowe rozwi¹zania w systemach chemicznej ochrony buraka cukrowego przed chwastami, pole-gaj¹ce na stosowaniu adiuwantów oraz systemu da-wek dzielonych, znacz¹co ograniczaj¹ sumaryczn¹ iloœæ wprowadzanych do œrodowiska herbicydów, bez straty poziomu skutecznoœci chwastobójczej. Ponad-to umo¿liwiaj¹ one obni¿enie stê¿enia pozosta³oœci tych substancji w glebie nawet o 58–65% w porów-naniu z tradycyjnymi zabiegami ochrony roœlin.

LITERATURA

DEXTER A.G. 1994. History of sugar beet (Beta vulgaris) her-bicide rate reduction in North Dakota and Minnesota. Weed

Technol. 8: 334–337.

DEXTER A.G., LUECKE J.L. 2001. Survey of weed control and production practices on sugarbeet in Estern North Dakota and Minnesota – 2001. Sugarbeet Res. Ext. Rep. 32: 35–63. DEXTER A.G., LUECKE J.L., BREDEHOEFT M.W. 1996.

Mi-cro rates of postemergence herbicides in sugarbeets.

Sugar-beet Res. Ext. Rep. 27: 62–66.

DOMARADZKI K. 2007. Optymalizacja stosowania herbicydów w systemach chemicznej ochrony buraka cukrowego. Prog.

Plant Protection/Post. Ochr. Roœlin 47: 64–73.

DYREKTYWA UE 2009/128/WE z dnia 21 paŸdziernika 2009, ustalaj¹ca ramy wspólnego dzia³ania na rzecz zrównowa¿o-nego stosowania pestycydów. Dz.U. UE, L 309/71 z dnia 24 listopada 2009. 71 ss.

KUCHARSKI M. 2003. Influence of herbicide and adjuvant ap-plication on residues in soil and plant of sugar beet. J. Plant

Protection Res. 43: 225–232.

KUCHARSKI M. 2007. Impact of adjuvants on: phenmedipham, desmedipham and ethofumesate residues in soil and plant.

Pestycydy/Pesticides (3–4): 53–59.

WILSON R.G., SMITH J.A., YONTS C.D. 2005. Repeated re-duced rates of broadleaf herbicides in combination with me-thylated seed oil for postemergence weed control in sugar beet

(Beta vulgaris). Weed Technol. 19: 855–860.

WOŸNICA Z., IDZIAK R., WANIOREK W. 2007. Mikrodawki herbicydów – nowa opcja odchwaszczania buraków cukro-wych. Prog. Plant Protection/Post. Ochr. Roœlin 47: 310–315.

Dr hab. Mariusz Kucharski, prof. nadzw.

Zak³ad Herbologii i Technik Uprawy Roli IUNG–PIB ul. Orzechowa 61, 50–540 Wroc³aw

tel. 71 363 87 07

e-mail: m.kucharski@iung.wroclaw.pl

TABELA 3. Suma pozosta³oœci s.a. w glebie TABLE 3. Sum of a.s. residues in soil

m e t s y S m e t s y S ₂P₀o₀z₆osta³oœci Re₂s₀id₀u₇es*[mg/kg]₂₀₀₈ A B C 6 9 5 0 , 0 4 4 3 0 , 0 9 0 2 0 , 0 2 0 5 0 , 0 2 8 2 0 , 0 6 8 1 0 , 0 6 8 3 0 , 0 0 3 2 0 , 0 4 6 1 0 , 0 ) 5 0 , 0 ( R I N ) 5 0 . 0 ( D S L 0,01006 0,00782 0,00517

Objaœnienia – Explanations: * wartoœæ œrednia dla 4 powtórzeñ, average residues for 4 replications; A, B, C – systemy aplikacji zgodnie z tabel¹ 2 – herbicide systems application (see Table 2).

Najstarszy z testowanych systemów aplikacji her-bicydów – system A – umo¿liwi³ zwalczenie chwa-stów na poziomie 70–80% w odniesieniu do sumy chwastów dominuj¹cych na plantacjach. Nowsze roz-wi¹zania – system B i C okaza³y siê znacznie bar-dziej skuteczne w regulacji zachwaszczenia – ich sku-tecznoœæ przekracza³a 90%. Zastosowane herbicydy, niezale¿nie od wybranego systemu aplikacji, nie by³y fitotoksyczne dla roœlin buraka cukrowego.

Stosowanie najnowszych rozwi¹zañ w technice ochrony buraka cukrowego umo¿liwia znacz¹ce obni-¿enie dawek stosowanych herbicydów. Bardzo wa¿n¹ rolê w tych systemach spe³niaj¹ adiuwanty. Dziêki ich w³aœciwoœciom wzrasta skutecznoœæ chwastobójcza herbicydów, powiêksza siê spektrum zwalczanych chwastów, g³ównie w odniesieniu do gatunków œred-nio wra¿liwych oraz redukowany jest wp³yw nieko-rzystnych warunków pogodowych w okresie wykony-wanych zabiegów [Dexter i in. 1996; Kucharski 2003; Wilson i in. 2005; WoŸnica i in. 2007]. Stosowanie zabiegów dzielonych, a w szczególnoœci programu