Z artykułu dowiesz się
Każda substancja czynna herbicydu, która wnika do gleby, zawsze podlega pewnym procesom, głównie biofizycznym i biochemicznym. W momencie przedostania się s.cz. do gleby następuje jej rozdzielenie pomiędzy fazę stałą (cząsteczki gleby) i fazę wodną (roztwór glebowy). Dla rośliny dostępna jest s.cz. w fazie wodnej. Cząsteczki herbicydu zaadsorbowane lub związane chemicznie z fazą stałą nie są przez kukurydzę i chwasty pobierane. W zależności od warunków glebowych, odczynu i zawartości materii organicznej, klimatycznych – sezon suchy/wilgotny i agrotechniki (uprawa orkowa, bezorkowa, siew bezpośredni) podczas wegetacji, część s.cz. może zalegać w glebie przez dłuższy czas, działając fitotoksycznie na rośliny następcze.
W glebie dla rośliny uprawnej dostępna jest ta część substancji, która znajduje się w roztworze glebowym w obszarze ryzosfery (korzeni). Cząsteczki herbicydu zaadsorbowane lub związane chemicznie z fazą stałą mogą stanowić pewien rezerwuar, który w sprzyjających warunkach wilgotnościowo-termicznych może być dostępny w krótkim (zjawisko korzystne) lub w długim przedziale czasowym (zjawisko mniej korzystne) dla chwastów, jak i dla rośliny uprawnej. Dostępność herbicydu w glebie ulega ciągłym wahaniom. Jest on usuwany z roztworu glebowego w wyniku immobilizacji, wymycia czy dyfuzji.
W warunkach polowych równowaga ta jest stale zakłócana poprzez zmiany temperatury, stopień uwilgotnienia, zabiegi agrotechniczne i mikroorganizmy glebowe. Z jednej strony proces wiązania ogranicza mobilność tych pozostałości w profilu glebowym i przenikanie do stref wodnych, z drugiej strony zmniejsza możliwość ich usuwania z gleby za pomocą samych roślin czy mikroorganizmów glebowych.
Proces degradacji i przemieszczania się substancji czynnych herbicydów zależy od czynników środowiskowo-glebowych. Do takich można zaliczyć:
Zdolność herbicydów do ich pobierania określa się wskaźnikiem sorpcji glebowej herbicydu względem węgla organicznego. Substancje czynne herbicydów charakteryzujące się bardzo dużą mobilnością w środowisku glebowym i o bardzo niskim współczynniku sorpcji glebowej to np. 2,4-D, nikosulfuron, rimsulfuron, foramsulfuron, tifensulfuron, sulkotrion, prosulfuron, mezotrion, dikamba, metolachlor-S, flufenacet, florasulam, bentazon, pirydat, izoksaflutol, terbutylazyna, fluroksypyr. Mało mobilne, mające bardzo wysoki współczynnik sorpcji glebowej to np. pendimetalina.
Samo przemieszanie się s.cz. herbicydów w profilu glebowym bardzo często zakłócane jest przez rośliny uprawne czy chwasty, pobierające wodę z roztworu glebowego. Ponieważ część systemu korzeniowego roślin kukurydzy może sięgać do głębokości 50–60 cm i ma bardzo dużą siłę ssącą, bardzo często dochodzi do procesu ługowania (wymywania), a nawet ponownego przemieszczania pozostałości niektórych s.cz. z głębszych warstw gleby w kierunku ryzosfery.
Proces wymywania s.cz. herbicydów pochodnych sulfonylomocznika (np. nikosulfuron, rimsulfuron) i kwasu fenoksyoctowego (np. 2,4-D) z profilu glebowego jest silnie uzależniony od początkowej wilgotności oraz pojemności sorpcyjnej gleby. Wraz ze wzrostem tej pierwszej stopień wymywania tych substancji wyraźne wzrasta, osiągając pewne maksimum. Gdy gleba osiąga maksymalną pojemność wodną (po silnych, krótkotrwałych deszczach), odsetek wymytej s.cz. herbicydu ulega wyraźnemu zmniejszeniu. Decydujący wpływ na mobilność herbicydu oprócz wilgotności ma pojemność sorpcyjna gleby. W glebie o małej pojemności sorpcyjnej (gleby lekkie, z niewielką ilością substancji organicznej), s.cz. takie jak nikosulfuron i rimsulfuron są wymywane zdecydowanie szybciej, niż w glebie o dużej pojemności sorpcyjnej.
Głębokość, na jaką przenikają s.cz. w warunkach polowych, nie jest ściśle określona, gdyż zależy od wielu czynników (np. pojemności sorpcyjnej, składu mechanicznego czy zabiegów uprawowych). Większość s.cz. herbicydów kukurydzianych w normalnych warunkach wilgotnościowych nie przenika głębiej niż na 10 cm, natomiast podczas suszy nie głębiej niż na 2–3 cm. Chociaż mogą zdarzyć się wyjątki, w szczególności dotyczy to s.cz. bardzo mobilnych, których przenikanie w głąb profilu glebowego może sięgać nawet 50 cm.
Ważnym wskaźnikiem, który określa możliwości zalegania s.cz. herbicydu w glebie jest okres połowicznego rozkładu (DT50). Jest to czas konieczny do rozkładu s.cz. do połowy jej pierwotnej koncentracji.
Wartość DT50 może wahać się od kilku do kilkunastu dni (np. 2,4-D, pirydat, izoksaflutol, mezotrion, dikamba, florasulam, sulkotrion, tifensulfuron, rimsulfuron, jodosulfuron, prosulfuron, tembotrion, tienkarbazon metylu), do miesiąca (np. chlomazon), do 2–3 miesięcy (np. terbutylazyna, fluroksypyr, flufenacet, metolachlor-S), a nawet do 5 miesięcy (np. pendimetalina). Okres półrozpadu (DT50) to orientacyjne informacje, bo wpływ na degradację s.cz. ma wiele czynników chemicznych i biologicznych.
Pozostałości herbicydów w glebie mogą przyczynić się do wystąpienia różnych objawów fitotoksyczności na roślinach następczych. Zazwyczaj są to uszkodzenia liści, np. bielenie, chlorozy, nekrozy, spowolnienie lub zahamowanie wzrostu, deformacja całej rośliny, czy redukcja systemu korzeniowego.
Pozostałości sulfonylomocznika mogą uszkadzać siewki rzepaku i powodować ich wypadanie.
Na zaleganie s.cz. herbicydów w glebie i ich szkodliwe działanie następcze wpływa m.in. przedawkowanie herbicydu, niesprawne dysze opryskiwacza, wykonanie tzw. nakładek, np. na uwrociach, przeprowadzenie zabiegu w niezalecanym terminie, czy kilkatygodniowa susza po zabiegu.
Innym istotnym czynnikiem wpływającym na zaleganie s.cz. herbicydów w glebie jest jej odczyn. W kwaśnym środowisku pochodne sulfonylomocznika (np. nikosulfuron, rimsulfuron, foramsulfuron, tifensulfuron, prosulfuron, jodosulfuron) i triazyny (np. terbutylazyna) zyskują ładunek elektryczny dodatni (są kationami), a przez to są silnie absorbowane przez ujemnie naładowane cząstki gleby. Natomiast s.cz., które w roztworze glebowym występują w formie anionowej, czyli mają ładunek ujemny (np. dikamba), są w bardzo małym stopniu absorbowane przez kompleks sorpcyjny gleby, który też ma ładunek ujemny.
Szczególnie problematyczne pod tym względem mogą być herbicydy pochodne sulfonylomocznika, które są powszechnie stosowane w kukurydzy. Odczyn obojętny lub zasadowy gleby stwarza mniej korzystne warunki do hydrolizy i dalszej degradacji tych herbicydów, które z natury są słabymi kwasami. Herbicydy te są szczególnie aktywne w glebach o odczynie zasadowym, w których dochodzi do ich całkowitego rozpuszczenia, na skutek czego potrafią zalegać w glebie nawet 1–2 lat!
Fitotoksyczność herbicydów z tej grupy chemicznej dla roślin wrażliwych, tj. buraka cukrowego, rzepaku jarego, gorczycy białej czy gryki, zmniejsza się wraz ze wzrostem ilości mikroorganizmów w glebie, materii organicznej (np. nawożonej obornikiem) oraz wraz ze spadkiem odczynu gleby. Najszybciej degradacji herbicydy te ulegają w glebie o najniższym odczynie (pH 4,5), aczkolwiek przy pH 5,5–6 również ona zachodzi, tylko dłużej. Równie niebezpieczne dla niektórych roślin wrażliwych następczych, np. buraków mogą być herbicydy z grupy triazyn (np. terbutylazyna) i z grupy oksyacetamidów (np. flufenacet). Szczególnie wolny rozkład herbicydów z tych grup chemicznych ma miejsce w latach suchych i na glebach lżejszych, gdzie aktywność mikroorganizmów jest znacznie spowolniona. W tabeli 1. zamieszczono informacje możliwym negatywnym wpływie następczym (niesprzyjające warunki wilgotnościowe) na rośliny uprawne niektórych s.cz. herbicydów kukurydzianych.
Gryka: brak pozostałości sulfonylomocznika w glebie
W niektórych etykietach herbicydów znajdziemy informację o liczbie dni lub miesięcy, po których możemy bezpiecznie uprawiać rośliny następcze. Czasami jest też informacja o odczynie gleby, czy wystąpieniu niekorzystnych warunków, np. suszy, po których nie należy siać roślin następczych (dotyczy np. przesiewów). Praktyką powinno być stosowanie rotacji s.cz. herbicydów, dobrze zaplanowanego płodozmianu, połączonego z odpowiednim zmianowaniem oraz wprowadzanie min. co 4 lata materii organicznej do gleby (najlepiej obornika).
Gdy nie jesteśmy pewni danego pola jeśli chodzi o pozostałosci, wiosną przed siewem uprawy możemy przeprowadzić tzw. biotest. Polega on na pobraniu z pola wierzchniej warstwy gleby (do 10 cm), umieszczenie jej w pojemniku i wysianie rośliny wrażliwej, np. gryki. Jeżeli rośliny testowe po 14–21 dniach nie wykażą oznak żadnych uszkodzeń, możemy przystąpić do siewu docelowej rośliny.
Przed siewem rośliny uprawnej pole można sprawdzić na pozostałości herbicydów. Na pobranej z pola glebie można wysiać np. grykę, która zareaguje na pozostałości.
W sprzedaży dostępny jest również profesjonalny zestaw do przeprowadzania szybkich biotestów, które trwają 3–5 dni, a rośliną testową jest np. ogórek czy słonecznik.
Słonecznik znajdziemy w komercyjnych biotestach do badania gleby pod kątem pozostałości herbicydów.
Ogórek: brak pozostałości sulfonylomocznika w glebie
Często na etykiecie herbicydu można znaleźć informację, że należy wykonać głębszą uprawę, np. orkę na min. 25 cm. Teoretycznie zabieg taki powinien przemieścić, wymieszać i rozcieńczyć stężenie zalegających substancji czynnych. Będzie to jednak skuteczne tylko w przypadku herbicydów mało mobilnych, zalegających w warstwie do 5–7 cm, natomiast nie należy go polecać do zastosowania w przypadku herbicydów mobilnych, które mogą przemieścić się do głębokości 20–30 cm, gdyż w takim przypadku efekt jest odwrotny. Głęboka orka wyciąga te herbicydy na powierzchnię, co może skutkować wystąpieniem fitotoksyczności na roślinie następczej.
Wapnowanie gleby z punktu widzenia degradacji substancji czynnej może być nietrafione, bo spowoduje podniesienie odczynu gleby (w szczególności zastosowane wapno tlenkowe), a to w połączeniu z niedoborem wilgoci może spowodować zwiększoną biodostępność np. sulfonylomoczników. Bezpiecznie wapnowanie można przeprowadzać tylko formami węglanowymi i na glebach, na których nie stosowano herbicydów sulfonylomocznikowych, tylko np. dikambę.
dr inż. Tomasz Sekutowski, IUNG we Wrocławiu, jd
fot. Sekutowski, Sierszeńska
Jacek Daleszyński
<p>redaktor top agrar Polska, specjalista w zakresie uprawy roślin.</p>
Najważniejsze tematy
