BASF
BASF
BASF

Chemap Agro s.r.o.

Rezidua herbicidů v půdě a jejich vliv na následné plodiny

25. 02. 2022 Doc. Ing. Miroslav Jursík, Ph.D., Prof. Ing. Josef Soukup, CSc.; Česká zemědělská univerzita v Praze Plevele Zobrazeno 670x

Problematika reziduí pesticidů rezonuje ve veřejném i odborném prostoru čím dál častěji. Nejčastěji jsou za tímto účelem analyzovány vzorky povrchových i podpovrchových vod a potravin, začíná se však také s monitoringem půd (ÚKZÚZ). Vytváří se tímto způsobem tlak na zemědělce, jako na hlavní znečišťovatele prostředí, zejména vod, kde jsou často rezidua pesticidů nacházena i v nadlimitních koncentracích. Přestože je ve vodách nacházena kromě pesticidů i celá řada dalších polutantů, tlak na omezení kontaminace pesticidy je asi největší.

Limagrain

Herbicidy v půdě

Pro samotné zemědělce jsou však nejvýznamnější rezidua herbicidů v půdě, která mohou omezovat klíčení a růst následných plodin. Zvláště citlivá je řepka, řepa, jeteloviny, luskoviny a celá řada zelenin. V případě krátkého časového odstupu od předplodiny ošetřené perzistentním herbicidem mohou být tyto plodiny velmi výrazně poškozeny. V případě nepříznivých povětrnostních podmínek je na problematických půdách třeba počítat s možným vlivem reziduí herbicidů na pozemku až 2 roky. Chování herbicidů v konkrétních půdních a povětrnostních podmínkách však lze odhadnout jen s určitou mírou pravděpodobnosti a stanovení bezpečné koncentrace herbicidu v půdě pro konkrétní následnou plodinu je tudíž obtížné.

Přestože na etiketě některých přípravků je uveden minimální odstup mezi aplikaci a výsevem následné/náhradní plodiny, jsou tyto hodnoty stanovovány na základě několika laboratorních a polních experimentů, případně modelů (např. FOCUS), avšak v podmínkách, ve kterých daný herbicid nebyl testován, se může chovat odlišně. Kromě toho, většina v současnosti používaných analytických metod není schopna detekovat rezidua herbicidů v tak nízkých koncentracích, které ještě mohou způsobovat některým citlivým rostlinám problémy.

Osud herbicidů v prostředí

V půdním prostředí je vždy část herbicidu vázána na aktivní povrchy, tudíž znepřístupněna jak plevelům, tak částečně i rozkladným procesům. Sorpce je reverzibilní proces a na základě vlastností herbicidu a půdních vlastností dochází k průběžnému ustalování rovnováhy mezi množstvím vázaným na pevnou fázi půdy a množstvím obsaženým v půdním roztoku. V podmínkách sucha se zvyšuje podíl vázaného herbicidu, čímž se snižuje jeho dostupnost, ale také je herbicid po tuto dobu znepřístupněn rozkladným procesům (graf 1).

Pokud dojde ke zvýšení vlhkosti půdy, dochází k desorpci herbicidu, a ten začne podléhat transportním a rozkladným pochodům. Z pohledu následných plodin se může stát, že herbicid, zvláště na těžkých a organickou hmotou bohatých půdách, je vlivem sucha delší dobu imobilizován a uvolní se do prostředí až v době, kdy je již založena nová plodina, čímž může dojít k jejímu poškození. Protože jsou dlouhodobé jarní i letní přísušky stále častější, je potřeba počítat s tím, že rozklad herbicidu může být pomalejší, než je uváděno v informačních materiálech.

rozkladu herbicidu dochází současně hydrolytickou cestou ve vodním prostředí, při které se molekula herbicidu štěpí na menší jednotky a mikrobiální cestou, při které půdní mikroorganizmy využívají účinnou látku jako energetický substrát nebo enzymaticky pozměňují její strukturu. Mikrobiální aktivita půdy proto ovlivňuje rychlost degradace reziduí herbicidů velmi výrazně. Na půdách s nízkou mikrobiální aktivitou je rozklad herbicidu obvykle pomalý a riziko poškození následné plodiny bývá velmi vysoké.

Jako charakteristika rychlosti degradace a perzistence herbicidu se nejčastěji uvádí poločas rozkladu (DT50) udávající čas potřebný k tomu, aby se koncentrace herbicidu v půdě snížila na polovinu (tab. 1). Z hlediska praktické interpretace tohoto údaje je potřeba říci, že ani po uplynutí dvojnásobné doby nemusí dojít k rozkladu veškerého množství účinné látky v půdě. Hodnoty poločasu rozkladu se kvůli porovnatelnosti zjišťují jednak ve standardizovaných experimentech v laboratorních podmínkách za přístupu vzduchu při 20 °C, ale také v polních podmínkách, kde bývá prostředí velmi proměnlivé a zjištěné údaje se často výrazně liší.

Proto se někdy uvádí i parametr DT90f, který vyjadřuje čas potřebný v polních (field) podmínkách k rozkladu 90 % účinné látky, jehož hodnota by neměla překročit 100 dnů. Hodnota DT90 bývá i několikanásobně větší (tj. delší čas potřebný k rozkladu) než DT50. Účinná látka tedy může zůstat v prostředí velmi dlouho a citlivé následné plodiny může poškodit i relativně nízká koncentrace.

Tab. 1: Porovnání hojně používaných účinných látek z pohledu perzistence v půdě

Účinná látka

DT50 v aerobních podmínkách při 20 °C (dny)

Perzistence

Zdroj

Aminopyralid

26–145

střední až vysoká

EFSA, 2013

Iodosulfuron-methyl-Na

1–23

velmi nízká až střední

EFSA, 2016

Mesosulfuron-methyl

8–140

nízká až vysoká

EFSA, 2016

Metsulfuron-methyl

6–-67

nízká až střední

EFSA, 2016

Picloram

5–292

nízká až vysoká

EFSA, 2009

Propoxycarbazone-Na

8–216

střední až vysoká

EFSA, 2016

Pyroxsulam

1–16

velmi nízká až střední

EFSA, 2013

Thiencarbazone-methyl

3–53

nízká až střední

EFSA, 2013

Terbuthylazine

65–167

střední až vysoká

EFSA, 2011

Tritosulfuron

16–38

střední

DG SANCO, 2008

Graf 1: Vliv vlhkostních podmínek v půdě na degradaci účinné látky herbicidu
Graf 1: Vliv vlhkostních podmínek v půdě na degradaci účinné látky herbicidu

ALS inhibitory

Obecně je velmi těžké jednoznačně identifikovat problémy se vzcházením či růstem některých k herbicidům citlivých plodin. Pokud dojde u takového porostu k horšímu vzcházení, zpomalení následného růstu, či jinému poškození a je prokazatelně vyloučeno napadení chorobou či škůdcem, velmi často jsou jako důvody označována rezidua herbicidů, především ALS inhibitorů (v praxi nejčastěji sulfonylmočovin). Důkazy však obvykle chybí a pokud se pěstitel odhodlá k tomu, že si nechá vzorky rostlin nebo půdy z daného pozemku zanalyzovat v některém z akreditovaných ústavů, obvykle zjistí, že všechny potencionální dlouze reziduální ALS inhibitory jsou v jeho vzorku pod prahem detekce.

Většina ALS inhibitorů se totiž aplikuje v gramových dávkách na hektar obvykle na počátku vegetace. Rezidua těchto herbicidů tak lze dnešními analytickými metodami najít v půdě a rostlině pouze v řádech dnů či týdnů po aplikaci, nikoliv měsíců. Po sklizni ošetřené plodiny je navíc obvykle půda několikrát zpracována, čímž dojde k naředění herbicidu v půdě a podpoře mikrobiální aktivity půdy. Přesto i takto nízké koncentrace herbicidů mohou v některých situacích způsobovat poškození následných plodin, ačkoliv v půdě jsou již prakticky nezjistitelné.

Nejčastěji se spekuluje o možném negativním vlivu sulfonylmočovin a jim podobným látkám na vzcházení a růst řepky a cukrové řepy. Mezi těmito herbicidy však existují velké rozdíly jak v délce reziduálního působení, tak v citlivosti následných plodin, především řepky.

Asi nejvíce je řepka retardována chlorsulfuronem, iodosulfuronem či propoxycarbazonem. Z hlediska negativního vlivu na následnou plodinu je však mimo použitého herbicidu a jeho dávky důležitý termín aplikace. I dlouze reziduální herbicidy, použité v obilninách na podzim v nízkých dávkách, bývají dostatečně rozloženy v průběhu dlouhé vegetace ozimé obilniny, takže jejich negativní vliv na následné plodiny nebývá fatální.

K poněkud složitější situaci dochází v případě, že jsou reziduální ALS inhibitory použity na jaře. Jedná se především o porosty, ve kterých je třeba řešit trávovité plevele, především sveřep nebo pýr. Zaplevelení těmito plevely bude pravděpodobně v příštích letech narůstat, a to zejména pokud dojde k výraznější restrikci používání glyphosate. Použití pyroxsulamu, propoxycarbazone, sulfosulfuronu nebo mesosulfuronu pak bude jedinou cestou, jak eliminovat zaplevelení těmito plevelnými trávami v jarním období. Přestože mezi všemi výše uvedenými ALS inhibitory existují velké rozdíly v délce jejich reziduálního působení v půdě (sulfosulfuron ˃ propoxycarbazone ˃ mesosulfuron ˃ pyroxsulam), mohou téměř všechny, s ohledem na relativně krátký odstup mezi jejich aplikací a setím následné plodiny (v případě řepky někdy méně než 3 měsíce), způsobovat velké problémy (obr. 1). Pokud jsou navíc tyto herbicidy použity v tank-mixech či ve sledech několika ošetření, což je pro dosažení dostatečné účinnosti na sveřep zejména za sucha nutné, bývá riziko poškození řepky jako následné plodiny velmi vysoké, a to zejména pokud po aplikaci nastane suché jaro a léto a po založení porostu řepky přijdou intenzivní srážky (viz rok 2015 a 2018).

Délka reziduálního působení sulfonylmočovin v půdě je rovněž významně ovlivněna pH půdy, přičemž na neutrálních a zásaditých půdách se mobilita a doba rozkladu sulfonylmočovin zvyšuje, vzhledem k jejich povaze slabých kyselin a riziko poškození citlivých následných plodin je v těchto podmínkách vyšší. Eliminaci výše uvedených rizik lze dosáhnout použitím Clearfield odrůd řepky, které jsou odolné nejen vůči imidazolinonovým herbicidům, ale nevadí jim půdní rezidua dalších ALS inhibitorů, včetně většiny sulfonylmočovin (obr. 2).

Z pohledu cukrové řepy je za nejrizikovější ALS inhibitor považován sulfosulfuron, který při použití v dávkách nad 15 g/ha může na zásaditých půdách a za sucha způsobovat významnou retardaci řepy, přestože odstup mezi jeho aplikací a výsevem řepy bývá téměř jeden celý rok. Výsev cukrové řepy jako náhradní plodiny, po zaorané obilnině, která byla ošetřena jakýmkoliv reziduálním ALS inhibitorem nelze proto v žádném případě doporučit (graf 2).

Graf 2: Vliv dávky reziduálních ALS inhibitorů na hmotnost biomasy cukrové řepy 4 měsíce po aplikaci herbicidů (výsledky pokusu z roku 2020 v Praze)
Graf 2: Vliv dávky reziduálních ALS inhibitorů na hmotnost biomasy cukrové řepy 4 měsíce po aplikaci herbicidů (výsledky pokusu z roku 2020 v Praze)

Obr. 1: Poškození způsobené ALS inhibitory se u řepky nejčastěji projevuje retardací vegetačního vrcholu, což vede k eliminaci terminální lodyhy a tvorbě adventivních lodyh
Obr. 1: Poškození způsobené ALS inhibitory se u řepky nejčastěji projevuje retardací vegetačního vrcholu, což vede k eliminaci terminální lodyhy a tvorbě adventivních lodyh

Obr. 2: Clearfield řepka (dva řádky vlevo) je odolná vůči reziduím ALS inhibitorům v půdě výrazně více než odrůdy konvenční (dva řádky vpravo)
Obr. 2: Clearfield řepka (dva řádky vlevo) je odolná vůči reziduím ALS inhibitorům v půdě výrazně více než odrůdy konvenční (dva řádky vpravo)

Triaziny a triazinony

Tato skupina herbicidů se vyznačuje poměrně dlouhou perzistencí v půdě, přičemž citlivé k těmto herbicidům mohou být některé obilniny (zejména ječmen - obr. 3), řepka a některé zeleniny. Riziko poškození těmito herbicidy je však poměrně malé, neboť triaziny s nejdelším reziduálním působením již byly v EU zakázány (simazin ˃ atrazin ˃ prometryn ˃ cyanazine) a jedinou registrovanou účinnou látkou z této skupiny je dnes terbuthylazin, jehož dávkování bylo sníženo na maximálně 750 g/ha. V této aplikační dávce tak nelze předpokládat výraznější problémy v následných plodinách.

Triazinon metribuzin se používá především v bramborách, kde se využívá jeho půdního reziduálního i kontaktního listového působení. Jde o herbicid, který působí velmi dobře na výdrol řepky, což však v určitých situacích může způsobovat problémy v osevních postupech, kde po velmi raných bramborách je zařazena ozimá řepka nebo zelenina (špenát, salát, okurky).

Obr. 3: Poškození porostu ječmene rezidui triazinu, který byl na části pozemku v předplodině (kukuřice) předávkován
Obr. 3: Poškození porostu ječmene rezidui triazinu, který byl na části pozemku v předplodině (kukuřice) předávkován

Pyridin-karboxylové kyseliny

Pyridin-karboxylové kyseliny jsou přijímány rostlinami především přes list. Vyznačují se však poměrně dlouhou perzistencí v půdě (picloram ˃ aminopyralid ˃ clopyralid), ale také ve zbytcích zasažených rostlin. Tyto herbicidy se používají především v obilninách a řepce, ale často také při regulaci plevelů v okrasných a sportovních trávnících (clopyralid). Právě zasažené rostliny bývají zdrojem reziduí těchto herbicidů nejčastěji. Mohou způsobovat problémy v následných plodinách nebo v plodinách ve kterých je využíváno organických materiálů ošetřených těmito herbicidy (sláma, travní biomasa).

Velmi citlivé plodiny k těmto látkám jsou lilkovité (brambory, rajčata, papriky), které by neměly být hnojeny hnojem ani komposty, pro jejichž výrobu byly použity organické materiály ošetřené těmito herbicidy (obr. 4). Ve vyšších koncentracích mohou být k těmto látkám citlivé také jeteloviny. Nedoporučuje se ani mulčování slámou (např. jahody) ošetřenou těmito látkami.

Obr. 4: Poškození rajčat, způsobené clopyralidem, který byl obsažen v travní biomase, která byla použita pro výrobu kompostu, kterým byl pozemek vyhnojen
Obr. 4: Poškození rajčat, způsobené clopyralidem, který byl obsažen v travní biomase, která byla použita pro výrobu kompostu, kterým byl pozemek vyhnojen

Další potencionálně problematické herbicidy

Prakticky všechny půdní herbicidy mohou za určitých situací způsobovat problémy následným, ale především náhradním plodinám. Z těch, které se v ČR masivněji používají, je vhodné upozornit na acetamidy, zejména ty, které se používají v řepce a mohou významným způsobem poškozovat obilniny (metazachlor a propyzamid). Při výběru náhradní plodiny po řepce, která byla ošetřena metazachlorem nebo propyzamidem, je třeba zvážit možné negativní působení reziduí těchto přípravků na následnou plodinu, především obilninu, kdy především ječmeny jsou k těmto látkám citlivé. Toto riziko bývalo vysoké v dobách, kdy se tyto herbicidy, zejména metazachlor, aplikovaly preemergentně v dávkách nad 1 000 g/ha. V případě, že na takto ošetřeném pozemku řepka v důsledku nedostatku srážek nevzešla, následně zasetá obilnina bývala často poškozena rezidui těchto herbicidů, zejména pokud nebyla před založením nového prostu provedena orba. Při současném nižším dávkování těchto přípravků je však riziko poškození následné plodiny minimální.

Velmi dlouhým reziduálním působením v půdě se vyznačuje také pendimethalin. Přestože rezidua této účinné látky obvykle nezpůsobují zásadní problémy při vzcházení následných plodin (snad s výjimkou některých zelenin), mohou se výjimečně vyskytnout problémy s tvorbou kalusů na bázi lodyh (obr. 5) u některých dvouděložných plodin (slunečnice, sója). Toto poškození je primárně způsobeno poškozením půdním skeletem při pohybu rostlin při větru, přičemž pendimethalin je pak takto poškozenými pletivy snadněji penetrován a způsobuje výše uvedené poškození, které v extrémních případech vede k vylamování a poléhání rostlin.

Obr. 5: Kalus na lodyze slunečnice způsobený pendimethalinem, který byl penetrován rostlinou v důsledku mechanického mikropoškození půdním skeletem
Obr. 5: Kalus na lodyze slunečnice způsobený pendimethalinem, který byl penetrován rostlinou v důsledku mechanického mikropoškození půdním skeletem

Závěr

Riziko poškození následných plodin rezidui herbicidů je do značné míry ovlivňováno podmínkami stanoviště, zvláště půdními vlastnostmi a pro dané místo typickým klimatem. Pěstitelé si v těchto oblastech musí být vyššího rizika vědomi a věnovat více pozornosti výběru herbicidu, jeho dávky, sledům plodin a doprovodné agrotechnice.

Znalost chování herbicidů v půdě, jejich vhodný výběr a dodržování pokynů z etiket ohledně zařazování následných a náhradních plodin je stěžejní záležitostí. Je potřeba se vyvarovat i dlouhodobého používání stejných (často oblíbených) herbicidů, zvláště pokud mají střední či vyšší perzistenci v půdě.

Rezidua v půdě nemusí vždy způsobovat jen nevzejití porostu, či jeho fatální poškození. Častější bývají subletální vlivy, které bývají příčinou jinak těžko vysvětlitelného nízkého výnosu oproti srovnatelnému okolí. Pokud pěstitel tyto problémy má, měl by kromě jiného zrevidovat i historii používání herbicidů v osevním postupu a zamyslet se nad případnými nedostatky.

Zvláště do oblastí s vyšším rizikem poškození citlivých plodin sulfonylmočovinami lze doporučit ALS tolerantní odrůdy řepky, slunečnice a cukrovky, známé pod komerčními názvy Clearfield, ExpressSun a Conviso. Experimenty prováděné na našem pracovišti za účelem posouzení možnosti využití Clearfield odrůd v situacích vyššího rizika poškození řepky (rizikové herbicidy, neutrální půdy a mělké zpracování půdy) přínosnost tohoto řešení potvrdily.

Související články

Herbicidy pro preemergentní ošetření kukuřice do všech podmínek

15. 05. 2022 Ing. Martin Běhal; AgroProtec s.r.o. Plevele Zobrazeno 38x

Kukuřice bez plevelů

15. 05. 2022 Ing. Vladimír Čech; AG NOVACHEM s.r.o. Plevele Zobrazeno 46x

Incelo® vám přinese klid

05. 05. 2022 Ing. Josef Suchánek, Bayer s.r.o. Praha Plevele Zobrazeno 190x

Výskyt barborky obloučnaté v ozimé řepce

02. 05. 2022 Doc. Ing. Jan Mikulka, CSc.; Výzkumný ústav rostlinné výroby, v.v.i. Praha - Ruzyně Plevele Zobrazeno 175x

Ozimé obilniny je třeba odplevelit a dočistit na jaře

29. 04. 2022 Ing. Petr Portych; Corteva AgriScience Plevele Zobrazeno 255x

Další články v kategorii Plevele

detail