Reziduální působení herbicidů v systémech redukovaného zpracování půdy
03. 10. 2024 Plevele Zobrazeno 478x
Klasické (konvenční) zpracování půdy využívající orbu je v posledních letech čím dál více nahrazováno redukovanými (minimalizačními) technologiemi zpracování půdy. V některých podnicích se dokonce půda nezpracovává vůbec a seje se přímo do strniště, či rostlinného mulče.
Důvodů odklonu od orby je několik. Hlavním důvodem je ochrana půdy před erozí, která je v ČR poměrně nešťastně legislativně vyžadována a zásadním způsobem omezuje orbu na řadě pozemků. Mnoho podniků, zejména těch hospodařících v extrémnějších půdně-klimatických podmínkách (aridní oblasti, těžké půdy, mělké a kamenité půdy), však využívá minimalizačních technologií zpracování půdy dobrovolně. Kromě úspory nákladů a vyšší produktivity práce, dochází obvykle k menším ztrátám půdní vláhy a organické hmoty, netvoří se velké hroudy a v závislosti na použité technologii je půda více chráněna před větrnou i vodní erozí.
Orba však má také velmi významné pozitivní vlastnosti, zejména fytosanitární, takže po jejím omezení nebo úplném vypuštění dochází k problémům s některými škodlivými organismy, včetně plevelů. Problémy se zvýšeným zaplevelením lze sice řešit herbicidy, avšak tyto látky se v půdě chovají při použití půdoochranných technologií zpracování půdy často velmi odlišně a mohou způsobit pěstitelům velké problémy v následných plodinách, případně v meziplodinách či doprovodných plodinách.
Zvláště citlivé jsou brukvovité plodiny (řepka, hořčice atd.), vikvovité plodiny (jeteloviny a luskoviny), ale také řepa. V případě vyšší koncentrace problematického herbicidu v půdě (zejména v zóně klíčení) mohou být tyto plodiny výrazně poškozeny. V případě nepříznivých povětrnostních podmínek je na problematických půdách třeba počítat s až dvouletým negativním působením reziduí herbicidů na pozemku.
Chování herbicidů v určitém systému zpracování půdy 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 herbicidů s delším reziduálním působením v půdě je uveden minimální odstup mezi aplikací a výsevem následné/náhradní plodiny, jsou tyto hodnoty stanovovány na základě několika laboratorních a polních experimentů, případně modelů (např. FOCUS), přičemž jsou obvykle kalkulovány pro konvenční způsoby zpracování půdy. V podmínkách, ve kterých daný herbicid nebyl testován, se však může chovat odlišně, k čemuž také v praxi často dochází.
Kromě toho není většina v současnosti používaných analytických metod schopna detekovat rezidua herbicidů v tak nízkých koncentracích, které ještě mohou způsobovat některým citlivým rostlinám problémy. Jedinou možností, jak otestovat půdu před výsevem citlivé plodiny, tak zůstává nádobová zkouška vzcházivosti a počátečního růstu plodiny. Její přesnost je však závislá na způsobu odběru vzorku půdy (počet odběrů, jejich plošné rozmístění, hloubka odběru atd.) a teplotních podmínkách (příliš vysoké teploty mohou aktivovat degradační procesy).
Osud herbicidů v prostředí
V půdním prostředí je vždy část herbicidu vázána na aktivní povrchy (půdní koloidy a organická hmota), tudíž znepřístupněna jak plevelům, tak částečně i rozkladným procesům. Sorpce je však reverzibilní proces, během něhož dochází k průběžnému ustalování rovnováhy mezi množstvím herbicidu vázaným na pevnou fázi půdy a množstvím obsaženým v kapalné fázi, přičemž hlavní faktorem ovlivňujícím tento vztah je nasycení půdy vodou. V podmínkách sucha se zvyšuje podíl vázaného herbicidu, který je takto znepřístupněn rozkladným procesům. Současně se však zvyšuje koncentrace herbicidu v kapalné fázi půdy, což společně s klesající metabolickou aktivitou rostlin za sucha může být pro citlivé plodiny fatální.
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 ve větším množství do kapalné fáze půdy až v době, kdy je již založen porost nové plodiny, čímž může dojít k jejímu poškození (graf 1).
Velmi významná je pak intenzita srážek asi měsíc po výsevu následné plodiny. Intenzivní srážky obvykle sníží koncentraci herbicidu v kapalné fázi půdy, podpoří jeho mikrobiální degradaci a metabolickou aktivitu plodiny, takže projevy poškození obvykle nejsou tak intenzivní. Protože jsou však dlouhodobé jarní i letní přísušky stále častější, je potřeba počítat s tím, že rozklad herbicidu může být pomalejší, než je uváděno na etiketě přípravku a riziko poškození následných plodin je tedy vyšší.
K rozkladu herbicidu v půdě dochází biotickou i abiotickou cestou, přičemž mikrobiální degradace je obvykle nejdůležitější. Na půdách s nízkou mikrobiální aktivitou je rozklad herbicidu obvykle pomalý a riziko poškození následné plodiny bývá velmi vysoké.
Z pohledu zpracování půdy je velmi důležitá také distribuce herbicidu v půdě. Při orbě obvykle dochází k zkoncentrování herbicidu do širšího půdního profilu, přičemž v hlubších vrstvách půdního profilu může být, v důsledku omezené mikrobiální aktivity, degradace herbicidu výrazně pomalejší a herbicid zde může být „zakonzervován“. Naopak při velmi mělkém zpracování půdy zůstává veškerý herbicid v zóně klíčení plodiny, přičemž rychlost jeho degradace je závislá na vláhových a teplotních podmínkách v této vrstvě.
V případě absence zpracování půdy zůstává většina herbicidu koncentrována na povrchu půdy, přičemž jeho proplavování do hlubších vrstev je ovlivněno pouze srážkami, půdními vlastnostmi a vlastnostmi účinné látky herbicidu. Problémy může způsobovat také mělčí setí a větší množství organických zbytků na povrchu půdy, což je při absenci zpracování půdy běžné.
Graf 1: Vliv vlhkostních podmínek v půdě na degradaci účinné látky herbicidu
ALS inhibitory
Rezidua herbicidů inhibující acetolaktát syntázu (ALS inhibitory) jsou považovány za nejčastější příčinu problémů se vzcházením či růstem citlivých plodin. Prokázaní přítomnosti reziduí těchto herbicidů v půdě je však poměrně problematické. Většina ALS inhibitorů se totiž aplikuje ve velmi nízkých dávkách (jednotky či desítky g/ha), přičemž řada plodin je těmito herbicidy poškozována při jejich poměrně nízké koncentraci v půdě (0,1–1,0 μg/kg). Takto nízké hodnoty reziduí v půdě jsou však obtížně detekovatelné běžně používanými analytickými metodami. Rezidua těchto herbicidů tak lze v půdě či rostlině detekovat pouze v řádech dnů či týdnů po aplikaci, nikoliv měsíců či roků.
Zejména v aridnějších regionech (Kanada, Austrálie), kde jsou využívány bezorebné systémy zpracování půdy, nebo se půda nezpracovává vůbec, se stává, že rezidua těchto herbicidů poškozují následné plodiny i několik let (i více než 5) po jejich použití. Problémem může být také kumulace subletálních koncentrací jednotlivých herbicidů v půdě, přičemž směsi reziduí několika herbicidů mohou vykazovat fytotoxické působení ještě v nižších koncentracích, než byly uvedeny výše.
Nejčastěji jsou těmito herbicidy poškozovány brukvovité plodiny (především ozimá řepka), luskoviny, jeteloviny a cukrová řepa. Mezi ALS inhibitory však existují velké rozdíly jak v délce reziduálního působení, tak v citlivosti následných plodin, především řepky.
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 nižších dávkách mohou být v půdě dostatečně rozloženy v průběhu dlouhé vegetace ozimé obilniny, takže jejich negativní vliv na následné plodiny nemusí být 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. Použití pyroxsulamu, propoxycarbazone, sulfosulfuronu, iodosulfuronu, mesosulfuronu či jejich kombinací, pak bude jedinou cestou, jak eliminovat zaplevelení těmito plevelnými trávami v jarním období.
Délka reziduálního působení sulfonylmočovin v půdě je významně ovlivněna pH půdy, přičemž na neutrálních a zásaditých půdách je perzistence těchto herbicidů výrazně delší (tab. 1). Delší reziduální působení bývá také na půdách s vyšším obsahem organické hmoty v půdě.
Ozimá řepka je nejcitlivější k chlorsulfuronu (ten se již v ČR od roku 2022 nepoužívá) a sulfosulfuronu, ale může být poškozena také iodosulfuronem či propoxycarbazonem (graf 2).
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 tři 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. Eliminaci výše uvedených rizik lze dosáhnout použitím Clearfield odrůd řepky, které jsou odolné nejen k imidazolinonovým herbicidům, ale mají zvýšenou odolnost také vůči ostatním ALS inhibitorům, včetně sulfonylmočovin (obr. 2).
Z pohledu cukrové řepy je za nejrizikovější ALS inhibitor považován sulfosulfuron (graf 3), který při použití ve vyšších dávkách (v současnosti je v ČR maximální povolená dávka 10 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 3).
Cukrová řepa je také poměrně citlivá k imidazolinonovým herbicidům, nicméně jediným v EU používaným imidazolinonem je imazamox, jehož reziduální působení je poměrně krátké. Conviso Smart odrůdy cukrové řepy jsou však k reziduím většiny ALS inhibitorů odolné a lze je tedy použít i v případě, že byl v předplodině použit reziduální herbicid ze skupiny ALS inhibitorů.
Tab. 1: Vliv pH půdy na rozpustnost a perzistenci iodosulfuronu (Trabold a kol. 2000)
Parametr |
pH půdy |
||
5 |
7 |
9 |
|
Rozpustnost ve vodě (g/l) |
0,16 |
25 |
65 |
Log KOW |
1,07 |
0,70 |
-1,22 |
Abiotická hydrolýza DT50 (počet dnů) |
31 |
365 |
362 |
Graf 2: Vliv dávky reziduálních ALS inhibitorů na hmotnost biomasy ozimé řepky 4 měsíce po aplikaci herbicidů na černozemi v Praze v různých vláhových podmínkách (sušší podmínky v letech 2021 a 2023 a vlhčí podmínky v roce 2022)
Graf 3: Vliv dávky reziduálních ALS inhibitorů na hmotnost biomasy cukrové řepy 4 měsíce po aplikaci herbicidů na černozemi v Praze v různých vláhových podmínkách (sušší podmínky v letech 2021 a 2023 a vlhčí podmínky v roce 2022)
Obr. 1: Poškození řepky rezidui propoxycarbazone se projevuje retardací vegetačního vrcholu, sníženou intenzitou růstu a často také výpadky nejzasaženějších rostlin
Obr. 2: Clearfield řepka (dva řádky vlevo) je odolná k reziduím ALS inhibitorům v půdě výrazně více než odrůdy konvenční (dva řádka 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 v ČR sníženo na maximálně 750 g/ha. V této aplikační dávce tak nelze předpokládat výraznější problémy v následných plodinách, a to i v případě redukovaného zpracování půdy.
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). Očekává se však brzký zákaz této účinné látky v EU.
Obr. 3: Poškození porostu ječmene rezidui triazinu, který byl na části pozemku v předplodině (kukuřice) předávkován
Pyridin-karboxylové kyseliny
Pyridin-karboxylové kyseliny jsou sice přijímány především přes list, ale částečně také kořeny rostlin. Vyznačují se však poměrně dlouhou perzistencí v půdě (picloram ˃ aminopyralid ˃ clopyralid), ale také ve zbytcích zasažených rostlin (sláma).
Tyto herbicidy se používají především v obilninách a řepce. 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). V případě, že je v zóně klíčení citlivé plodiny větší množství organických zbytků obsahujících rezidua těchto herbicidů, je riziko poškození porostu poměrně vysoké.
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 a luskoviny.
Obr. 4: Porost brambor poškozený rezidui aminopyralidu v půdě
Poškození herbicidy inhibujícími syntézu karotenoidů
Jedná se o velmi širokou skupinu herbicidů s několika místy působení v rostlině. Typickým příznakem poškození těmito herbicidy je albikace listů. Herbicidy s delší perzistencí v půdě, především diflufenican, mesotrione či flurochloridone mohou způsobovat poškození následných plodin.
K poškození dochází především, pokud dojde k jejich předávkování, nebo je interval mezi jejich aplikací a setím následné/náhradní plodiny příliš krátký (méně než 6 měsíců). V případě použití mesotrione v máku či kukuřici se jako následná plodina nedoporučuje luskovina, především hrách, který může být rezidui tohoto herbicidu velmi významně poškozen (obr. 5).
Obr. 5: Poškození hrachu způsobené rezidui mesotrione v půdě
Další potencionálně problematické herbicidy
Prakticky všechny půdní herbicidy mohou za určitých situací způsobovat problémy náhradním, následným nebo doprovodným 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 těmito acetamidy, je třeba zvážit možné negativní působení reziduí těchto přípravku na následnou plodinu, především obilninu, kdy zejména ječmeny jsou k těmto látkám citlivé. Hlubší prokypření půdy však obvykle herbicid naředí natolik, že je poškození obilniny akceptovatelné.
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 řepky a některých zelenin), mohou se výjimečně vyskytnout problémy s tvorbou kalusů na bázi lodyh (obr. 6) u některých dvouděložných plodin (slunečnice, sója). Toto poškození je primárně způsobeno poškozením půdním skeletem při pohybu rostlin ve větru. Pendimethalin je pak takto poškozenými pletivy snadněji přijímán a způsobuje výše uvedené poškození, které v extrémních případech vede k vylamování a poléhání rostlin.
Pohyblivost pendimethalinu v půdě je velmi omezena, což je pozitivní z pohledu zasažení podzemních vod, nicméně při redukovaném zpracování půdy se v povrchové vrstvě půdy (0–5 cm) může udržovat poměrně vysoká koncentrace reziduí tohoto herbicidu, které mohou způsobovat problémy citlivým následným plodinám.
Obr. 6: Kalus na lodyze slunečnice způsobený pendimethalinem, který byl rostlinnou přijat v místě mechanického mikropoškození půdním skeletem
Závěr
Riziko poškození následných plodin rezidui herbicidů je při uplatňování reduktivních způsobů zpracování půdy vyšší. Největší problémy lze předpokládat v aridnějších oblastech s těžšími půdami, vyšším obsahem organické hmoty v půdě a vyšším pH půdy (platí především pro sulfonylmočoviny). V takových oblastech je třeba věnovat více pozornosti výběru herbicidu, jeho dávky, sledům plodin a doprovodné agrotechnice.
Rezidua herbicidů v půdě nemusí vždy způsobovat jen nevzejití porostu či jeho fatální poškození. Častější bývají subletální vlivy, které jsou příčinou jinak těžko vysvětlitelného nízkého výnosu oproti okolním pozemkům.
Nejčastěji bývají rezidui herbicidů poškozeny porosty řepky, cukrové řepy, jetelovin, luskovin, máku a dalších drobnosemenných plodin. Riziko poškození cukrové řepy, řepky a slunečnice rezidui sulfonylmočovin lze eliminovat použitím ALS tolerantních odrůd, prodávaných pod obchodními názvy Clearfield, ExpressSun a Conviso Smart.
Další články v kategorii Plevele