Dlouhodobé sledování reziduí pesticidů v půdách

27. 11. 2023 Mgr. Šárka Poláková, Ph.D.; Ústřední kontrolní a zkušební ústav zemědělský Brno Plevele Zobrazeno 869x

Účinné látky přípravků na ochranu rostlin neboli pesticidy, jsou významným tématem a předmětem činností Ústředního kontrolního a zkušebního ústavu zemědělského (ÚKZÚZ). Zahrnují jak hodnocení účinných látek, povolování přípravků na ochranu rostlin, vedení statistik spotřeby přípravků, úřední kontroly aktivit souvisejících s přípravky, včetně kontrol aplikační techniky, ale také sledování obsahu účinných látek v půdní vodě a monitoring obsahů účinných látek v půdě. Na tomto místě jste se v roce 2020 mohli seznámit s některými závěry z monitoringu půd, nyní zde přinášíme doplňující informace.

Monitorování pesticidů

Monitorování obsahů účinných látek přípravků na ochranu rostlin probíhá na 40 zemědělsky obhospodařovaných lokalitách (které zahrnují jak ornou půdu, tak travní porosty a např. chmelnici) a na 5 lokalitách v chráněných územích. Je součástí tzv. bazálního monitoringu půd, programu prováděného ÚKZÚZ za podpory Ministerstva zemědělství.

Monitoring byl zahájen v roce 2014, kdy byly půdní vzorky odebrány v průběhu vegetační sezony. V roce 2015 jsme přikročili k úpravě metodiky a vzorky jsou odebírány brzo na jaře z orničního horizontu tak, aby se pokud možno předešlo jarním aplikacím přípravků na ochranu rostlin. Cílem je zjistit, jaké obsahy účinných látek lze v půdě najít po přibližně čtyřměsíčním klidovém období, kdy se s půdou nemanipulovalo.

V roce 2014 bylo ve vzorcích analyzováno 52 účinných látek, v roce 2017 se jejich počet zvýšil na 71 a nyní v každém vzorku analyzujeme 100 účinných látek - 64 herbicidů, 27 fungicidů, 6 insekticidů a 3 metabolity. Každý nález v půdě je konfrontován s informací o aplikaci příslušného přípravku na daný pozemek.

Hodnocení obsahů účinných látek z hlediska půdy je problematické - neexistuje žádná platná limitní hodnota. Do roku 2016 platila vyhláška č. 13/1994 Sb., kterou se upravují některé podrobnosti o ochraně zemědělského půdního fondu a ta obsahovala hodnotu přípustného znečištění pro pesticidy jednotlivě 0,01 mg/kg sušiny. V platné vyhlášce č. 153/2016 Sb., o stanovení podrobností ochrany zemědělského půdního fondu se tento ukazatel nevyskytuje. To vede k tomu, že někteří autoři používají k vyjádření rizikových obsahů pesticidů v půdě stále hodnotu 0,01 mg/kg.

Získaná data nám umožnila roztřídit sledované účinné látky do několika skupin na základě jejich setrvání v půdě:

1. metabolity,
2. látky detekované v půdě několik let po aplikaci,
3. látky detekované v půdě přibližně 1 rok po aplikaci,
4. látky, jejichž chování zatím nemůžeme zobecnit,
5. látky v půdě nedetekované.

Metabolity

Metabolity, zejména 2-hydroxyatrazin a 2-hydroxyterbuthylazin, jsou kapitolou sama pro sebe. Průměrný počet nálezů (graf 1) obou uvedených látek za rok je 30 (zde si dovolím zopakovat, že počet sledovaných lokalit je 45, a to včetně chráněných území a travních porostů). 2-hydroxyatrazin je metabolitem atrazinu, který byl zakázán v roce 2005! Střední (mediánové) obsahy této látky v půdě se pohybují kolem 0,008 mg/kg a detekované obsahy se v čase příliš nemění. (Samotná mateřská látka, atrazine, byla na monitorovací plochy aplikována naposledy v roce 2004 a v půdě nebyla nalezena. 2-hydroxyterbuthylazin je metabolitem terbuthylazinu, který nahradil atrazin. Terbuthylazine je povolenou účinnou látkou k hubení plevelů u kukuřice a ačkoli nálezy terbuthylazinu v půdě se pohybují pouze kolem 5 za rok, jeho metabolit detekujeme každý rok na většině sledovaných lokalit. Navíc terbuthylazine obsahuje 0,1 % atrazinu jako nečistotu a neustále tak přispívá k doplňování půdní „zásoby“ 2-hydroxyatrazinem.

Perzistentní účinné látky

Dále se v (zejména) v levé části grafu 1 nachází látky detekovatelné v půdě několik let po jejich aplikaci - epoxyconazole, tebuconazole, diflufenican, prochloraz, fenpropidin, chlortoluron, azoxystrobin, pendimethalin, terbuthylazin, metolachlor, phenmedipham a metamitron. Do této kategorie zařazujeme i látky, které jsou v současné době již zakázané - flusilazol, carbendazim, propiconazole, chloridazon, qinoxyfen a linuron.

Zdržím se u účinných látek a lokalit, které byly zmíněny v předchozím článku a ukážeme si, k jakým změnám ohledně jejich dlouhodobého setrvání v půdě došlo. Účinnou látkou s jedním z nejdelších poločasů rozpadu je prochloraz - více než 2 000 dní, a to znamená, že v půdě setrvává po mnoho let od aplikace. Demonstrovat to lze na příkladu lokality 4903KO, kde byl prochloraz aplikován v přípravku Bumper Super (v dávce 1,0 l/ha = 400 g/ha prochlorazu) v letech 2013, 2014 a 2015. Tyto aplikace se v půdě projevily vysokými obsahy nad 0,025 mg/kg (graf 2). V následujících letech pak lze pozorovat postupné snižování obsahů. V podstatě poloviční obsah prochlorazu byl naměřen na ploše 8901KO, kam byl v roce 2016 aplikován přípravek Zamir 40 EW také v dávce 1,0 l/ha, což ale představuje vstup 267 g/ha prochlorazu. (Na tuto plochu byl stejný přípravek aplikován i v roce 2012.) Po prvotním nárůstu obsahu prochlorazu v roce 2017 došlo v dalších třech letech k poklesu na 0,003 mg/kg v roce 2020. Stejného obsahu prochlorazu (0,003 mg/kg) bylo dosaženo v roce 2022 také na ploše 4903KO, v tomto případě po šesti letech od nárůstu obsahu po poslední aplikaci v roce 2015.

Jednou z nejčastěji nalézaných látek je diflufenican (16 nálezů ročně), látka s poločasem rozpadu v půdě cca 620 dní a středními (mediánovými) obsahy v půdě 0,013 mg/kg. Postupnou a dlouhotrvající degradaci diflufenicanu můžeme sledovat na ploše 8901KO (kde byl na podzim 2014 aplikován přípravek Trinity v dávce 2,0 l/ha) z počátečních 0,02 mg/kg na zatím posledních 0,001 mg/kg těsně nad mez stanovitelnosti (graf 3). Mnohonásobně vyšší obsahy pozorujeme na ploše 8021BO, na kterou byla tato látka aplikována v letech 2012, 2014 a 2016. Aplikace v letech 2014 a 2016 se jasně projevily zvýšenými obsahy v půdě. Poté už k žádné další aplikaci nedošlo a opět pozorujeme postupný pokles obsahů až na poslední měřený 0,012 mg/kg. A srovnáme-li s obsahy diflufenicanu na lokalitě 8901KO můžeme předpokládat, že tuto účinnou látku budeme na lokalitě 8021BO detekovat ještě několik let.

Graf 1: Průměrný počet nálezů jednotlivých účinných látek přípravků na ochranu rostlin/rok (průměr za celé období sledování 2014–2022)

Graf 2: Obsah prochlorazu v půdních vzorcích na plochách 4903KO a 8901KO

Graf 3: Obsah diflufenicanu v půdních vzorcích na plochách 8901KO a 8021BO

Látky detekované přibližně rok po aplikaci

Dále se v grafu 1 zobrazuje několik látek, které lze v půdním vzorku detekovat přibližně rok po aplikaci - spiroxamin, difenoconazole, metconazole, clomazone, fenpropimorph, pethoxamid. A opět do této skupiny patří i dnes již zakázané látky - v roce 2016 bylo ukončeno používání isoproturonu, v roce 2020 chlorpyrifosu.

Látky, jejichž chování zatím nelze zobecnit

V pravé polovině se grafu se nachází několik látek, dosud zařazených do páté skupiny – látky, jejichž chování zatím nemůžeme zobecnit. Patří sem boscalid, metazachlor, dimoxystrobin a do této skupiny zatím řadíme ještě 10 dalších účinných látek, které byly do monitoringu začleněny až v roce 2019. Některé z nich jsou v půdě detekovány opakovaně a zobrazují se v pravé části grafu 1 - fluopyram, flufenacet, pyraclostrobin, napropamide, fluopicolide, qizalofop-p, tetraconazole a propamocarb. Z těchto látek stojí za to zmínit se o třech.

Nejvyšší počet nálezů celkem byl zaznamená u účinné látky fluopyram. Jedná se o relativně novou látku - první přípravek s fluopyramem byl v ČR registrován a povolen v roce 2013. Používá se k fungicidnímu ošetření řepky, kukuřice, slunečnice a máku a zároveň je schválen i přípravek určený k moření osiva ječmene a ovsa. Poločas rozpadu fluopyramu se uvádí 118 dní, jedná se tedy o perzistentní látku. Fluopyram byl aplikován na čtyři monitorovací plochy v přípravku Propulse a vždy byl v půdě následně detekován (graf 4). Naměřené obsahy jsou až na jeden případ vyšší než 0,01 mg/kg (medián 0,014 mg/kg) a výrazně neklesají. Aplikační dávka přípravku na jednotlivých plochách (ve stejném pořadí jako v grafu 4) činila 0,7, 0,8, 0,9 a 1,0 l/ha. Po aplikaci byly naměřeny koncentrace 0,011–0,017 mg/kg, s výjimkou plochy 4903KO. Na tuto plochu byl vyset ječmen mořený fluopyramem. Osivo mořené fluopyramem bylo vyseto ještě na další dvě plochy a ačkoli v těchto případech v půdě látka nalezena nebyla, je nutné mořené osivo považovat za významnou cestu vstupu dané účinné látky do půdy.

Co do počtu nálezů následuje flufenacet - látka herbicidní povahy určená k preemergentnímu nebo časně postemergentnímu ošetření ozimých obilnin. Poločas rozpadu je udáván 39 dní, jedná se tedy o látku mírně perzistentní. Flufenacet byl aplikován na několik ploch bazálního monitoringu půd a vždy se v následném půdním vzorku našel (graf 5). Nálezy se pohybují ve velkém koncentračním rozsahu 0,002 až 0,045 mg/kg (medián 0,013 mg/kg). Nálezy této účinné látky v půdě nejsou opakované (s výjimkou lokality 5005BO) a předcházela jim podzimní aplikace (s výjimkou lokality 5005BO a 4024BO; u těchto lokalit máme informace pouze o aplikacích v předcházejících letech).

Za zmínku stojí ještě účinná látka fluopicolide. Je to fungicid, který se používá např. v boji s plísněmi u brambor, chmele, ale také u cibule nebo okurky. Přípravek Scenic Gold je možné použít také k moření osiva řepky a pšenice. Na monitorovaných lokalitách máme deklarované 1× použití mořeného osiva řepky, 1× použití přípravku Infinito na brambory (aplikace se projevila řádově vyšší koncentrací v půdě než na zbývajících lokalitách) a 3 lokality bez udání aplikace - nicméně na těchto třech pozemcích byla pěstována řepka - můžeme tedy předpokládat, že detekované obsahy fluopicolide jsou pozůstatkem mořidla (graf 6).

Graf 4: Obsahy fluopyramu na lokalitách bazálního monitoringu půd

Graf 5: Obsahy flufenacetu na lokalitách bazálního monitoringu půd

Graf 6: Obsahy fluopicolidu na lokalitách bazálního monitoringu půd

Látky v půdě nedetekované

Poslední skupinu tvoří látky, které jsme v půdě nikdy nenašli (na sledovaných lokalitách). Tím samozřejmě myslím účinné látky, které jsme ve vzorcích nenašli, přestože byly v různé míře na plochy aplikovány: aminopyralid, florasulam, fluazifop-p-butyl, fluroxypyr, foramsulfuron, qizalofop-p-ehtyl, iodosulfuron-methyl, clopyralid, lenacil, MCPA, metribuzin, metsulfuron-methyl, propaqizafop, prosulfocarb a pyroxsulam; dvě účinné látky, které jsme v půdě nedetekovali byly naposledy aplikovány před více než 10 lety - sulfosulfuron a thifensulfuron-methyl.

Mezi látky, které jsme v půdních vzorcích nenašli patří samozřejmě i zakázané účinné látky. Tyto mohly být, a některé i byly, na monitorované plochy před svým zákazem aplikovány, od roku 2014 však v půdě detekovány nebyly. Jedná se o tyto látky: dimethoate, acetochlor, atrazin, fluazifop, haloxyfop-2-ethoxyethyl, haloxyfop-methyl, hexazinon, chlorsulfuron, mecoprop, omethoate, pirimiphos-methyl, propachlor, quinclorac, simazine, terbutryn, triasulfuron.

Krátce k monitoringu

Na jednotlivých monitorovacích plochách bylo detekováno 0–23 individuálních účinných látek za rok. (V roce 2020 došlo k revalidaci analytické metody, tím ke snížení kvantifikačních charakteristik u většiny stanovovaných parametrů, a tím i k vyššímu počtu pozitivních nálezů.)

Nejčastěji jsou v půdních vzorcích detekovány 2-hydroxyatrazin, 2-hydroxyterbuthylazin (průměrně více než 30 případů za rok), epoxyconazole (více než 20 nálezů za rok), tebuconazole, diflufenican, flusilazol a prochloraz (více než 10 nálezů za rok).

Na všech monitorovacích plochách byla v průběhu monitoringu nalezena alespoň 1 účinná látka, a to i na plochách v chráněných územích.

Lokality v chráněných územích patří, z pohledu sledovaných účinných látek, k nejčistším, i tak byl na všech detekován metabolit 2-hydroxyterbuthylazin, na dvou pak ještě 2-hydroxyatrazin. Pouhý jediný nález byl učiněn v roce 2020 na lokalitě s travním porostem 5017BO - jednalo se fenpropidin v koncentracích těsně nad mezí stanovitelnosti.

Závěr

Monitoring účinných látek přípravků na ochranu rostlin v půdě byl zahájen v roce 2014 a od té doby nám, společně s informacemi o aplikovaných přípravcích, poskytuje neocenitelné informace o koncentracích aplikovaných látek přímo z praxe. V průběhu necelých deseti let se počet monitorovaných účinných látek zdvojnásobil, zpřesnila se analytická metoda a tato agenda se stala nedílnou součástí bazálního monitoringu půd.