Optymalizacja zwalczania chwastów w roślinach uprawnych

Transkrypt

1 Dr inż. Robert Idziak Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu Wydział Rolnictwa i Bioinżynierii Katedra Agronomii Ul. Wojska Polskiego Poznań Autoreferat Optymalizacja zwalczania chwastów w roślinach uprawnych Poznań

2 1. DANE PERSONALNE Imię i nazwisko: Robert Idziak Miejsce pracy: Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu Wydział Rolnictwa i Bioinżynierii Katedra Agronomii Zakład Podstaw Uprawy Roślin i Herbologii 2. POSIADANE DYPLOMY, STOPNIE NAUKOWE Wydział Rolniczy, kierunek Rolnictwo, Akademia Rolnicza im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu, stopień inżyniera Wydział Rolniczy, kierunek Rolnictwo, Akademia Rolnicza im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu, stopień magistra w zakresie agronomii Praca magisterska pt. Wpływ nawożenia azotem na plonowanie i zdrowotność jęczmienia jarego i owsa w siewie czystym i mieszankach Promotor: prof. dr hab. Tadeusz Michalski Wydział Rolniczy, kierunek Rolnictwo, Akademia Rolnicza im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu, stopień doktora nauk rolniczych w zakresie agronomii (uchwała Rady Wydziału Rolniczego Akademii Rolniczej im. A. Cieszkowskiego w Poznaniu z 8 czerwca 2001 roku) rozprawa doktorska pt. Wpływ nawożenia azotem na plonowanie i zdrowotność jęczmienia jarego i owsa w siewie czystym i mieszankach promotor: prof. dr hab. Tadeusz Michalski recenzenci: dr hab. Wiesław Koziara prof. nadzw. prof. dr hab. Franciszek Rudnicki 2

3 INNE FORMY EDUKACJI Studium Przygotowania Pedagogicznego, Akademia Rolnicza im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu (wynik dobry 4,0). Nr zaświadczenia 2150 (załącznik 3.1). 3. PRZEBIEG PRACY ZAWODOWEJ L.p. Okres Miejsce pracy Etat/część Stanowisko etatu Studia doktoranckie AR Poznań, Wydział Rolniczy - doktorant Akademia Rolnicza im. A. Cieszkowskiego w Poznaniu, Wydział Rolniczy, Katedra Uprawy Roli i Roślin ½ etatu asystent 3. od 2002 AR Poznań, Wydział Rolniczy, Katedra Uprawy Roli i Roślin Pełen etat adiunkt od 2008 Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Wydział Rolnictwa i Bioinżynierii, Katedra Agronomii 3

4 4. OMÓWIENIE OSIĄGNIĘCIA NAUKOWO-BADAWCZEGO Wskazanie osiągnięcia wynikającego z art. 16 ust. 4 ustawy z dnia 14 marca 2003 r. o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki (Dz. U. Nr 65, poz. 595, z późn. zm.), Rozporządzenia Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego z dnia 1 września 2011 r. w sprawie kryteriów oceny osiągnięć osoby ubiegającej się o nadanie stopnia doktora habilitowanego (Dz. U. nr 196, poz. 1165), Rozporządzenia Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego z dnia 22 września 2011 r. w sprawie szczegółowego trybu i warunków przeprowadzania czynności w przewodach doktorskich, w postępowaniu habilitacyjnym oraz w postępowaniu o nadanie tytułu profesora (Dz. U. nr 2004, poz. 1200) OMÓWIENIE CYKLU JENOTEMATYCZNYCH PRAC OPTYMALIZACJA ZWALCZANIA CHWASTÓW W ROŚLINACH UPRAWNYCH Wprowadzenie Wybrane oryginalne prace twórcze stanowiące rozprawę habilitacyjną dotyczą optymalizacji zwalczania chwastów w kukurydzy pastewnej, sorgu oraz w buraku cukrowym. Kukurydza charakteryzuje się powolnym początkowym tempem wzrostu, co stwarza korzystne warunki dla wzrostu i rozwoju chwastów, konkurujących z nią o wodę, składniki pokarmowe i światło (Markhan i Stolenberg 2009). Do typowych i bardzo uciążliwych gatunków chwastów jednorocznych występujących w uprawie kukurydzy zalicza się między innymi chwastnicę jednostronną (Echinochloa crus-galli (L.) Beauv.) i komosę białą (Chenopodium album L.) (Idziak i Woźnica 2013; Dąbkowska i wsp. 2007). Ponadto w zależności od lokalizacji, warunków pogodowych i glebowych w skład zbiorowisk chwastów w kukurydzy mogą wchodzić rdestówka powojowata [Fallopia convolvulus (L.) Á. Löve], krzywoszyj polny (Lycopsis arvensis L.), rdest ptasi (Polygonum aviculare L.), bodziszek drobny (Geranium pusillum L.), przetacznik bluszczykowy (Veronica hederifolia L.), jasnota purpurowa (Lamium purpureum L.), iglica pospolita [Erodium cicutarium (L.) L`Her.], 4

5 przetacznik perski (Veronica persica Poir.), dymnica pospolita (Fumaria officinalis L.), bylica pospolita (Artemisia vulgaris L.) czy ostrożeń polny [Cirsium arvense (L.) Scop.] (Kierzek i wsp. 2011; Tański i Idziak 2009). Na świecie jednym z częściej uprawianych gatunków, tuż po pszenicy, ryżu, kukurydzy i jęczmieniu jest sorgo (FAOSTAT 2012). Sorgo jest gatunkiem, podobnie jak kukurydza, o typie fotosyntezy C4, ale jest lepiej przystosowane do suchych i gorących warunków niż rośliny C3 (Tacker i wsp. 2006). W warunkach Polski w sorgu obserwuje się w praktyce takie same gatunki chwastów jak w kukurydzy (Kaczmarek i wsp. 2009). Zbiorowiska chwastów w buraku cukrowym zbliżone są składem do zbiorowisk w kukurydzy. Idziak i wsp. (2012) wskazują na obecność w burakach takich gatunków chwastów jak: komosa biała, psianka czarna (Solanum nigrum L.), tasznik pospolity (Capsella bursa-pastoris (L.) Medik.), chwastnica jednostronna, bodziszek drobny (Geranium pusillum L.), babka zwyczajna (Plantago maior L.), mak polny (Papaver rhoes L.), rumian polny (Anthemis arvensis L.), jasnota purpurowa, wilczomlecz obrotny (Euphorbia helioscopia L.), przetacznik perski (Veronica persica Poiret), dymnica pospolita, miotła zbożowa (Apera spica-venti (L.) P. Beauv.), przetacznik bluszczykowi, a także fiołek polny (Viola arvensis Murr.), tobołki polne (Thlaspi arvense L.), gorczyca polna (Sinapsis arvensis L.), rdest ptasi, maruna bezwonna (Tripleurospermum inodorum (L.) Schulz-Bip.), ostrożeń polny, przytulia czepna (Gallium aparine L.), perz właściwy (Agropyron repens (L.) Beauv.) oraz samosiewy rzepaku (Brassica napus L.), rdestówka powojowata i rdest plamisty (Polygonum persicaria L.). Chwasty obecne w uprawie kukurydzy, buraka czy sorga powodują duże straty w plonie (Vahedi i wsp. 2013; Wilson i wsp. 2002; Stahlman i Wicks 2000), a ich masowy pojaw powoduje także pogorszenie jakości zebranego plonu (Skrzyczyńska 1998). Rosnące koszty produkcji będące wynikiem między innymi cen środków produkcji, w tym środków ochrony roślin czy nawozów mineralnych, skłaniają rolników do poszukiwań rozwiązań gwarantujących efektywną eliminację chwastów, z jednoczesnym ograniczeniem kosztów zabiegów. Jedną z podstawowych metod zwalczania chwastów w roślinach uprawnych jest metoda chemiczna. Chemiczne zwalczanie chwastów w kukurydzy i buraku opiera się najczęściej na zabiegach powschodowych, odpowiednio dobranymi do składu zbiorowiska chwastów herbicydami. W sorgu są to przede wszystkim herbicydy stosowane doglebowo. Utrzymanie wolnej od chwastów, w możliwie długim czasie plantacji wymaga zabiegów charakteryzujących się nie tylko wysoką skutecznością chwastobójczą, niezależnie od warunków siedliska, ale także niskimi kosztami stosowania oraz neutralnością dla rośliny 5

6 uprawnej. Istotnym jest także bezpieczeństwo dla osób wykonujących zabiegi, jak i samego środowiska. Podejście do chemicznej ochrony roślin, w tym zwalczania chwastów podlega ciągłym modyfikacjom. Na podstawie obowiązującego od 1 stycznia 2014 roku rozporządzenia Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi dotyczącego stosowania środków ochrony roślin (Dz. U. z 2013, poz. 505) ich użycie musi być zgodne z zasadami integrowanej ochrony roślin, w których wskazuje się na ograniczenie chemicznej ochrony jedynie do niezbędnego minimum. Pomocnym w tym zakresie jest stosowanie dodatku substancji usprawniających działanie herbicydów zwanych adiuwantami bądź wspomagaczami. Adiuwanty dzieli się na surfaktanty, oleje, sole nieorganiczne i nawozy mineralne (np. roztwór saletrzanomocznikowy, saletra amonowa) oraz adiuwanty wieloskładnikowe (Woźnica i wsp. 2005). Zagadnienia związane z stosowaniem ograniczonych dawek herbicydów, mieszanin herbicydów, wykorzystaniem adiuwantów, w tym mineralnych, opracowaniem przyjaznego środowisku programu odchwaszczania buraka cukrowego i kukurydzy oraz możliwości odchwaszczania sorga były przedmiotem badań własnych opublikowanych w oryginalnych pracach twórczych, oznaczonych poniżej literami od A do F. Przedstawione zagadnienia obejmują: 1) optymalizację doboru adiuwantów olejowych i nawozów mineralnych jako dodatków wspomagających działanie herbicydów (praca A i B), 2) poszukiwanie możliwości zwalczania chwastów w buraku cukrowym z wykorzystaniem mikrodawek herbicydów (praca C i D), 3) opracowanie doboru herbicydów, terminów ich aplikacji oraz dawek herbicydów do zwalczania chwastów w kukurydzy i sorgu (praca E i F), 4) problematykę wrażliwości roślin uprawnych na herbicydy (prace C, E i F). 6

7 Zestawienie oryginalnych prac twórczych stanowiących rozprawę habilitacyjną: A. Idziak R., Woźnica Z Effect of nitrogen fertilizers and oil adjuvants on nicosulfuron efficacy. Turk J Field Crops. 18 (2): (20 pkt, IF = 0,641); B. Idziak R., Woźnica Z Ocena efektywności adiuwantów olejowego i mineralnego w mieszaninach herbicydów Callisto 100 SC i Maister 310 WG stosowanych w ochronie kukurydzy. Acta Sc. Pol., Agricultura 8(1), (7 pkt); C. Woźnica Z., Idziak R., Waniorek W Wpływ adiuwantów na możliwość zmniejszenia dawek herbicydów stosowanych do odchwaszczania buraka cukrowego. Fragm. Agron. 4 (96): (5 pkt); D. Idziak R., Woźnica Z., Cieślicki W Odchwaszczanie buraka cukrowego z wykorzystaniem mikrodawek herbicydów. Prog. Plant Protection/Post. Ochr. Roślin 49 (1): (5 pkt); E. Idziak R., Skrzypczak W., Waligora H., Woznica Z The effect of mesotrione applied with adjuvants on weed control efficacy and forage sorghum tolerance. Turk J Agric For 37: (25 pkt, IF = 0,914); F. Idziak R., Woźnica Z Impact of tembotrione and flufenacet plus isoxaflutole application timings, rates, and adjuvants type on weeds and yield of maize. Chil. J. Agr. Res. 74(2): (20 pkt, IF = 0,538). Łącznie: Impact factor 2,093 Punkty MNISW- 82 Oświadczenia współautorów określające indywidualny wkład każdego z nich w powstanie publikacji zamieszczono w Załączniku 5. 7

8 SYNTETYCZNE OMÓWIENIE PRAC 1) Optymalizacja doboru adiuwantów olejowych i nawozów mineralnych jako dodatków wspomagających działanie herbicydów (praca A i B) W pierwszych tygodniach po siewie kukurydza jest bardzo wrażliwa na konkurencję ze strony chwastów (Wilson i Westra 1991), co sprawia, że niezbędnym staje się interwencja rolnika. Najskuteczniejszą metodą ograniczenia zachwaszczenia kukurydzy i wielu innych gatunków roślin uprawnych, jest stosowanie herbicydów. Russell i wsp. (2002) wskazuje, że począwszy od lat 70 ubiegłego wieku, bardzo popularne stały się herbicydy z grupy pochodnych sulfonylomocznikowych. Ważniejsze z nich to nikosulfuron, formasulfuron i jodosulfuron. Substancje te będące inhibitorami funkcjonowania syntazy acetolaktanowej (ALS), powodują zablokowanie syntezy trzech aminokwasów waliny, leucyny i izoleucyny i w konsekwencji niezbędnych białek (HRAC 2014). Nikosulfuron służy do zwalczania chwastów jedno- i dwuliściennych w formie zabiegu nalistnego. Herbicyd ten aplikowany w dawce zalecanej przez producenta jest całkowicie bezpieczny dla roślin kukurydzy a także środowiska. Działanie herbicydów jest wypadkową między innymi właściwości fizykochemicznych i zachowania w środowisku substancji aktywnych wchodzących w skład środków. Rozpuszczalność w wodzie wskazuje ilość czystej substancji aktywnej (mg), jaką można rozpuścić w 1 litrze czystej wody w temperaturze C (Praczyk i Skrzypczak 2004). Ważnymi wskaźnikami, z punktu widzenia działania herbicydów, są ponadto współczynnik sorpcji K oc wskazujący na zdolność herbicydu do przemieszczania w glebie. Substancje aktywne, których współczynnik K oc wnosi ponad 500 ml/g charakteryzuje silna adsorpcja, czyli mała mobilność w glebie, tym samym mniejsze ryzyko przenikania do głębszych warstw gleby. Z kolei stała dysocjacji pk a opisuje skłonność cząsteczki do jonizacji. Im wyższy współczynnik pk a tym większe prawdopodobieństwo, że związek przejdzie do roztworu glebowego. Wartość stałej dysocjacji poniżej 3 oznacza dużą zdolność substancji do mobilności w glebie (Praczyk i Skrzypczak 2004). Nikosulfuron jest słabym kwasem, którego stała dysocjacji pk a wynosi 4,3, a współczynnik K oc 5-30 ml/g (Regitano i Koskinen 2008; Green i Hale 2005). Rozpuszczalność w wodzie nikosulfuronu, foramsulfuronu i jodosulfuronu wpływająca bezpośrednio na dostępność substancji dla roślin, jest uzależniona od odczynu gleby, a rośnie 8

9 tym silniej im wyższe jest ph gleby, np. dla nikosulfuronu wynosi 407 mg/kg przy ph 5, 7100 mg/kg przy ph 7 i mg/kg przy ph 9 (FAO 2014). Mezotrion jest z kolei substancją aktywną z grupy trójketonów, powodującą zahamowanie biosyntezy trójketonów (Mitchell i wsp. 2001). Rozpuszczalność w wodzie mezotrionu nie jest uzależniona od ph i wynosi 2200 mg/l, stała dysocjacji pk a = 3,12, a współczynnik sorpcji K oc = ml/g (Praczyk i Skrzypczak 2004). Mezotrion nie jest trwały w glebie i charakteryzuje się, średnią do wysokiej, mobilnością w glebie (Syngenta 2011). Hazen oraz Penner (2000) wskazują, że dodawane do cieczy opryskowej adiuwanty mają na celu poprawę działania herbicydów nalistnych. Korzystny wpływ dodatku adiuwantów jest widoczny przede wszystkim wówczas, gdy herbicydy stosowane są w obniżonych dawkach, bądź niesprzyjających ich działaniu warunkach pogodowych (Praczyk i Adamczewski 1996). Działanie adiuwantów polega przede wszystkim na zwiększaniu retencji kropel cieczy opryskowej na powierzchni liści chwastów, zwiększaniu zwilżalności powierzchni roślin oraz absorpcji herbicydów (Sanyal i wsp. 2006). Celem prac A i B była ocena wpływu adiuwantów olejowych estrów metylowych kwasów tłuszczowych uzyskiwanych z olejów roślinnych (MSO) lub oleju parafinowego (PO) i nawozów mineralnych saletry amonowej (AMN), mocznika (U) i roztwóru saletrzano-mocznikowego (UAN), na skuteczność działania nikosulfuronu, foramsulfuronu, jodosulfuronu i mezotrionu oraz ich mieszanin. Joseph i wsp. (1996) wskazuje, że pobieranie substancji aktywnych przez chwasty jest optymalne wówczas, gdy procesy fizjologiczne w roślinach przebiegają na wysokim poziomie, czemu sprzyja umiarkowana temperatura na poziomie C i odpowiednia wilgotność powietrza (60-80%) (Woźnica 2008; Joseph i wsp. 1996). W pracy A wykazano, że w sprzyjających warunkach herbicyd bez dodatku adiuwanta, w dawce zalecanej jest w pełni skuteczny. Jednakże obniżenie dawki herbicydu przekłada się bezpośrednio na obniżenie skuteczności zabiegu pomimo sprzyjających warunków pogodowych. W pracy wskazano, że wszystkie adiuwanty olejowe w podobnym stopniu wpłynęły na poprawę działania nikosulfuronu. Monaco i wsp. (2002) wskazuje na celowość wykorzystania jako adiuwantów niektórych nawozów mineralnych, takich jak roztwór saletrzano-mocznikowy (UAN), saletra amonowa (AMN) lub mocznik (U). Adiuwanty mineralne najczęściej dodawane są do cieczy opryskowej zawierającej już inny adiuwant, np. estry metylowe kwasów tłuszczowych lub olej parafinowy, w celu dalszej poprawy działania herbicydów. Dodds i wsp. (2007) wskazuje, że dodatek UAN do cieczy zawierającej MSO znacznie poprawia absorpcję bispyribaku. Prezentowane w pracy wyniki wskazują na lepsze współdziałanie adiuwantów mineralnych z MSO niż PO. Działanie to 9

10 zależy także od samego adiuwanta mineralnego, bowiem zdecydowanie korzystniej na herbicyd wpływała mieszanina zawierająca adiuwant MSO lub PO z dodatkiem AMN lub UAN niż z dodatkiem U. Należy zaznaczyć, że generalnie na działanie nikosulfuronu korzystniej wpływa umieszczenie w cieczy adiuwantów opartych o metylowane estry niż oleju parafinowego, szczególnie z dodatkiem AMN lub UAN. Zdaniem Gronwalda i wsp. (1993) korzystny wpływ dodatku UAN lub AMN do cieczy użytkowej wynika z faktu, że obecne w adiuwantach mineralnych jony amonowe wpływają na wchłanianie substancji aktywnych herbicydów przez błonę komórkową. W sytuacji, gdy do przygotowania cieczy opryskowej wykorzystywana jest woda twarda, nawozy mineralne ograniczają antagonistyczny wpływ kationów w niej zawartych, optymalizują osady powstałe po odparowaniu wody z cieczy opryskowej oraz zwiększają rozpuszczalność herbicydów. Rozpuszczalność herbicydów z grupy pochodnych sulfonylomocznika skorelowana jest z odczynem cieczy. W skład wykorzystanego w badaniach własnych adiuwanta wchodziły metylowane estry kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego oraz substancje powierzchniowoczynne i buforujące ph cieczy opryskowej. Skład adiuwanta oraz opublikowane wyniki wskazują, że badany adiuwant może wywierać korzystny wpływ przede wszystkim na herbicydy sulfonylomocznikowe. Dobrym rozwiązaniem umożliwiającym efektywne kontrolowanie zachwaszczenia jest także stosowanie mieszanin herbicydów, zawierających substancje aktywne o różnych mechanizmach działania. W takim układzie tym bardziej celowym wydaje się stosowanie mieszanin w obniżonych dawkach, zwłaszcza z dodatkiem adiuwantów (Idziak i wsp. 2012). W pracy B wykazano, że istnieją duże możliwości znacznego ograniczenia dawek herbicydów, dzięki ich aplikacji w mieszaninach z dodatkiem adiuwantów, w tym nawozów mineralnych. Zwalczanie chwastów mieszaniną herbicydów mezotrion i foramsulfuron + jodosulfuron w dawkach obniżonych do 50, a nawet 33% dawki zalecanej pozwalało zachować skuteczność chwastobójczą na poziomie herbicydów stosowanych w dawkach pełnych. Efektywność zwalczania zależy także od gatunków wchodzących w skład zbiorowiska chwastów. Wyniki badań własnych (praca B) wskazują, że na skuteczność zwalczania chwastnicy jednostronnej wpływała nie tylko dawka herbicydu, ale także ilość dodanego adiuwanta mineralnego. W przypadku UAN zwiększenie dawki z 2 do 4 l/ha wyraźnie poprawiło efektywność działania mieszaniny herbicydowej. Natomiast dalsze podwojenie dawki UAN (do 8 l/ha) nie wpływało na wzrost efektywności mieszanin i to niezależnie od kombinacji herbicydowych i gatunków zwalczanych chwastów. 10

11 Skuteczne działanie nikosulfuronu, mieszaniny foramsulfuronu z jodosulfuronem i mezotrionu stosowanych w dawkach zredukowanych, samodzielnie bądź w mieszaninach jest możliwe dzięki obecności w cieczy opryskowej adiuwantów o różnych mechanizmach działania, np. adiuwanta olejowego (metylowane estry) i mineralnego (roztwór saletrzanomocznikowy, saletra amonowa). Skuteczność chwastobójcza herbicydów uzależniona jest przede wszystkim od przebiegu warunków pogodowych oraz właściwości biologicznych zwalczanych chwastów (Nalewaja i Matysiak 1993). Działanie wielu herbicydów uwarunkowane jest zawartością wody, ale także wilgotnością względną powietrza. Ponadto według Woźnicy i Messersmitha (1994) zatrzymanie cieczy opryskowej na powierzchni liścia oraz absorpcja substancji aktywnej do komórek roślinnych są wypadkową takich czynników jak właściwości morfologiczno-anatomiczne chwastów oraz ilość, struktura i skład chemiczny wosków kutykularnych. Na działanie herbicydów wpływa także przygotowanie cieczy opryskowej i aplikacja herbicydu. Obecne w wodzie jony wapnia, magnezu, sodu czy żelaza, według Nalewaji i Matysiaka (1993) wywierają antagonistyczny wpływ na substancje aktywne herbicydów znajdujące się w cieczy opryskowej. Niewątpliwie gwarancją utrzymania wysokiej aktywności herbicydów jest dobór odpowiedniego adiuwanta. Wykorzystany w pracy A oraz wielu innych badaniach (Idziak i wsp. 2006; Woźnica i Idziak 2010; Idziak i Woźnica 2013; Idziak i wsp. 2013) adiuwant Atpolan BIO 80 EC jest bardzo dobrym wyborem. Wyniki powyższych prac potwierdzają przydatność opracowanego adiuwanta, przede wszystkim do aktywacji herbicydów sulfonylomocznikowych. Wchodzące w skład środka składniki, takie jak ester metylowy kwastów tłuszczowych oleju rzepakowego, surfaktant oraz bufor ph, pozwalają przełamać bariery ograniczające pełne wykorzystanie substancji aktywnych herbicydów. Atpolan BIO 80 EC, zaliczany do adiuwantów wielofunkcyjnych, dzięki obecności w formulacji estrów metylowych, zwiększa m.in. rozpuszczalność nie tylko herbicydów, ale również wosków pokrywających powierzchnię liści i wnikanie substancji aktywnych do chwastów. Umieszczenie surfaktantów w formulacji adiuwanta umożliwia m.in. utworzenie emulsji wodno-olejowej, ponadto obniża napięcie powierzchniowe kropel cieczy opryskowej, zwiększa retencję. Trzeci element składający się na adiuwant Atpolan BIO 80 EC to bufor ph, dzięki któremu z kolei możliwym jest utrzymanie ph cieczy opryskowej na poziomie ok. 7-7,5. Ta właściwość jest bardzo istotna szczególnie w przypadku herbicydów z grupy pochodnych sulfonylomocznikowych. Wyniki badań własnych wskazują ponadto, że korzystnym dla skuteczności działania herbicydów jest umieszczenie w cieczy opryskowej, oprócz adiuwanta Atpolan BIO 80 EC, nawozu mineralnego pełniącego wówczas rolę adiuwanta. Na korzyści wynikające z takiego 11

12 rozwiązania i celowość ich wykorzystania w praktyce wskazują nie tylko wyniki prac A i B, ale także szereg innych prac własnych, jak i doniesień innych autorów. Ich obecność w składzie cieczy opryskowej w sposób pośredni i bezpośredni wzmaga działanie herbicydów o charakterze słabych kwasów, ale także niektórych herbicydów sulfonylomocznikowych (Joost 1998). Do tego celu wykorzystuje się sole mineralne nawozów, takie jak siarczan amonowy, azotan amonowy oraz roztwór saletrzano-mocznikowy (RSM). Wyniki prac A i B oraz pracy Idziaka i wsp. (2013) wskazują, że saletra amonowa czy RSM, nie wpływają na właściwości fizyko-chemiczne cieczy opryskowej, ale na funkcjonowanie surfaktantów i olejów zawartych w adiuwantach współdziałając w podnoszeniu aktywności chwastobójczej herbicydów. RSM oferowany jest w formie płynnej, dlatego tym bardziej celowe wydaje się jego wykorzystanie, gdyż łatwiej przygotować cieczy opryskową z jego udziałem, w przeciwieństwie do np. saletry amonowej, która wymaga rozpuszczenia w wodzie. 2) Poszukiwanie możliwości zwalczania chwastów w buraku cukrowym z wykorzystaniem mikrodawek herbicydów (praca C i D) Siew buraków w szerokich międzyrzędziach oraz wynoszący ok. 2 miesięcy okres od siewu do zakrycia międzyrzędzi i słaba konkurencyjność roślin buraka w tym czasie sprzyjają rozwojowi chwastów. Standardową procedura w takich przypadkach oparta jest na stosowaniu herbicydów po wschodach chwastów (niezależnie od fazy rozwojowej buraka) metodą dawek dzielonych (ZOR 2012). Najczęściej wykonuje się 3 zabiegi, czasami koniecznym staje się zabieg dodatkowy, rzadziej wystarczają 2 zabiegi. Wysoka skuteczność tej metody obarczona jest jednak dużymi kosztami, dochodzącymi nawet do 10-15% wartości uzyskanego plonu korzeni (WODR 2014). Według Surawskiej i Kołodziejczyka (2006) w takich sytuacjach łączna dawka substancji aktywnej herbicydów może przekraczać nawet 3 kg/ha. Obciążenie siedliska chemikaliami może być jeszcze większe, jeśli w zbiorowisku chwastów znajdują się gatunki jednoliścienne i wieloletnie wymagające użycia dodatkowych herbicydów. Zabiegi odchwaszczające w buraku cukrowym powinny być nie tylko wysoce skuteczne, bezpieczne dla rośliny uprawnej i w możliwie minimalnym stopniu wpływające na środowisko naturalne, ale także obarczone jak najniższymi kosztami. Metoda dawek 12

13 dzielonych pomimo wysokiej skuteczności nie jest ani tania, ani obojętna dla środowiska. Opracowany w Stanach Zjednoczonych program odchwaszczania buraków za pomocą drastycznie obniżonych dawek herbicydów z powodzeniem spełniał te wymagania (Dexter i wsp. 1996). W mieszaninie powinno się znaleźć kilka uzupełniających i wspomagających się substancji aktywnych herbicydów, koniecznie z dodatkiem efektywnego adiuwanta, w dawkach silnie zredukowanych (2-4. krotnie w stosunku do dawek standardowych), ale gwarantujących wysoką skuteczność chwastobójczą i bezpieczeństwo w stosunku do chronionej rośliny uprawnej. Celem badań opisanych w pracach C i D była ocena przydatności adiuwantów jako dodatków do herbicydów stosowanych w zredukowanych dawkach w buraku cukrowym oraz wskazanie merytorycznych podstaw do opracowania programu odchwaszczania buraka cukrowego z wykorzystaniem mikrodawek herbicydów w warunkach Wielkopolski. Do badań wykorzystano najczęściej stosowane w buraku herbicydy takie jak: fenmedifam, desmedifam, etofumestat, lenacyl oraz triflusulfuron i chlopyralid (praca C). Do mieszanin dodawano adiuwanty na bazie estrów metylowych kwasów tłuszczowych pochodzenia roślinnego (Adpros 85 SL, Olbras Super 90 EC (aktualnie Olstic 90 EC), Atpolan BIO 80 EC) lub wolnych kwasów tłuszczowych (Olbras 88 EC). Spośród adiuwantów jedynie Atpolan BIO 80 EC posiadał wbudowany układ buforujący, który utrzymywał ph cieczy opryskowej na poziomie 7,3-7,8. Mieszaniny herbicydów w dawkach zalecanych i silnie zredukowanych (praca C), stosowano bez lub z dodatkiem adiuwantów, w 4 zabiegach co 7-13 dni. W pracy wykazano, że umieszczenie w cieczy opryskowej adiuwanta wpłynęło na wzrost skuteczności chwastobójczej mieszaniny herbicydów stosowanych w mikrodawkach o 18-22%, czyli do poziomu jaki zapewniała standardowa kombinacja herbicydowa. Dexter i Zollinger (2001) wskazują, że właściwy dobór adiuwata to gwarancja wysokiej skuteczności herbicydów. Dodatkowym zadaniem adiuwanta, szczególnie w przypadku, gdy w mieszaninie zbiornikowej znajdują się fenmedifam i desmedifam jest przeciwdziałanie ich wytrącaniu. Według Zollingera (2003) najlepszym rozwiązaniem jest stosowanie mieszanin adiuwantów opartych o estry metylowe kwasów tłuszczowych z adiuwantami utrzymującymi ph cieczy opryskowej na poziomie przynajmniej obojętnym. Wykorzystany w doświadczeniu (praca C) adiuwant Atpolan BIO 80 EC, dzięki wbudowanym surfaktantom i przede wszystkim układowi buforującemu odpowiada tym wymaganiom. Na podstawie badań własnym można stwierdzić, że dodatek adiuwanta Atpolan BIO 80 EC wpływał silniej na aktywację mieszanin herbicydów stosowanych w mikrodawkach niż pozostałe adiuwanty. W trakcie badań nie stwierdzono wytrącania się substancji aktywnych, ale w praktyce realne ryzyko z tym 13

14 związane jest bardziej prawdopodobne przy przygotowywaniu dużej ilości cieczy opryskowej, z wykorzystaniem bardzo zimnej wody i przy dużym rozcieńczeniu herbicydów, tj. z wodą powyżej 200 l/ha. W pracy udowodniono, że zwalczanie chwastów herbicydami stosowanymi w mikrodawkach, z dodatkiem adiuwantów jest bardzo skutecznym sposobem kontroli zachwaszczenia w buraku cukrowym. Pomimo braku jednoznacznym wyników wskazujących na lepsze współdziałanie estrów metylowych kwasów tłuszczowych z układem buforującym, na co wskazują doniesienia literaturowe, można przyjąć, że ich wykorzystanie jest celowe i może zapobiegać ewentualnym zmianom parametrów fizycznych cieczy opryskowej. Z opracowania (praca C) i innych doniesień (Woźnica i wsp. 2007; Waniorek i wsp. 2011) wynika, że w systemie mikrodawek niezwykle istotnym jest termin aplikacji mieszaniny herbicydów. Zabiegi należy bezwzględnie wykonywać w fazie liścieni do pierwszej pary liści chwastów. Dominującą rolę w zbiorowiskach chwastów w buraku cukrowym w warunkach Polski odrywa komosa biała (praca C i D; Krawczyk i wsp. 2007; Woźnica i wsp. 2006), dlatego pojawienie się siewek tego gatunku powinno być odbierane jako sygnał do wykonania zabiegu odchwaszczania mikrodawkami herbicydów. Zabiegi nie mogą być odkładane, gdyż starsze rośliny są mniej wrażliwe na działanie herbicydów. Korzyści ze stosowania mikrodawek herbicydów są wynikiem nie tylko odpowiednio dobranych adiuwantów, stymulujących działanie herbicydów, ale także samego składu takiej mieszaniny. Z prac C i D wynika bowiem, że w warunkach Wielkopolski, w której zwarcie międzyrzędzi buraka następuje stosunkowo późno, w skład mieszaniny musi wchodzić przynajmniej jeden herbicyd doglebowy, o przedłużonym działaniu, w tym przypadku lenacyl, pozwalający kontrolować zachwaszczenie przez dłuższy czas, dzięki czemu czas pomiędzy zabiegami ulega wydłużeniu, a liczba zabiegów zwykle nie przekracza 4. Należy także zwrócić uwagę na aspekt ekologiczny takiego rozwiązania wynikający z dużego ograniczenia ilości dostarczanych do środowiska substancji chemicznych. Proponowane w pracy C i D rozwiązania wskazują, że dawki herbicydów stosowanych w mikrodawkach mogą być kilkukrotnie niższe niż w systemie dawek dzielonych. W przypadku mieszaniny Betanal Progress AM 180 EC + Safari 50 WG w standardowym rozwiązaniu były to dawki 1,5 l/ha + 30 g/ha w każdym z trzech zabiegów (w sumie 845 g substancji aktywnych), a w systemie mikrodawek, nawet przy 4. krotnym zabiegu były to odpowiednio 2 l/ha + 36 g/ha plus Lontrel 300 SL 0,4 l/ha i Venzar 80 WP 0,8 kg/ha (w sumie 1138 g substancji aktywnych). W programie mikrodawek ilościowo głównym składnikiem mieszaniny jest lenacyl, aż 640 g. Przyjęcie takiego rozwiązania, z uwagi na doglebowe działanie lenacylu, ma na celu maksymalne wydłużenie czasu pomiędzy kolejnymi zabiegami 14

15 i niejako skrócenie okresu, w których mogą wschodzić chwasty i zagrażać roślinom buraka, czyli do zakrycia międzyrzędzi przez rośliny uprawne. W pracy D przyjrzano się zwalczaniu chwastów w burakach z wykorzystaniem mikrodawek herbicydów także od strony ekonomicznej. Skuteczności tej metody w warunkach Polski dowiedziono w pracy C i wielu innych pracach (Waniorek i wsp. 2011; Woźnica i wsp. 2007; Woźnica i wsp. 2006, Krawczyk i wsp. 2007). Na podstawie uproszczonej analizy ekonomicznej uwzględniającej koszty stosowania herbicydów (cena środków + koszt zabiegu) stwierdzono, że zwalczanie chwastów mieszaninami mikrodawek herbicydów jest nie tylko wysoce skuteczne, ale także bardzo atrakcyjne ekonomicznie. Koszty zabiegów w porównaniu do standardu, w zależności od składu mikrodawek, były niższe od 30 do nawet 70%. Wyniki opracowań (prac C i D) wskazują nie tylko na zasady stosowania mikrodawek herbicydów w buraku cukrowym, ale także na bezpośrednie znaczenie uzyskanych rozwiązań dla praktyki rolniczej. Wyniki prac C i D wskazują, że zwalczanie chwastów w systemie mikrodawek jest w warunkach Wielkopolski możliwe i może przynieść producentom wiele korzyści, pod warunkiem przestrzegania zasad ich stosowania. Wykonywanie zabiegów na chwasty znajdujące się w bardzo wczesnych fazach rozwojowych, dobrze dobranymi herbicydami, różniącymi się mechanizami działania, pozwalającymi zwalczać szerokie spektrum chwastów. Niezbędnym elementem decydującym o skuteczności takiego rozwiązania jest umieszczenie w cieczy opryskowej efektywnego adiuwanta. Na podstawie badań własnych stwierdzono, że w takiej roli najlepiej sprawdzają się adiuwanty wielofunkcyjne, takie jak Atpolan BIO 80 EC. 3) Opracowanie doboru herbicydów, terminów ich aplikacji oraz dawek herbicydów do zwalczania chwastów w kukurydzy i sorgu (praca E i F), Chwasty obecne w łanie kukurydzy i sorga wpływają na ograniczenie wysokości plonów rośliny uprawnej (Sulewska i wsp. 2012; Smith i Scott 2010). W przypadku kukurydzy, według Isik i wsp. (2006) straty plonu sięgają co najmniej 29%, a w sorgu od 30 do nawet 50% (Stahlman i Wicks 2000). Skutki zachwaszczenia to nie tylko niższe plony, ale także ich niższa jakość oraz większe prawdopodobieństwo wystąpienia szkodników i patogenów chorobotwórczych (Showemimo i wsp. 2011; Ngugi i wsp. 2002). 15

16 W kukurydzy chwasty należy zwalczać w okresie od siewu do fazy 17 liści kukurydzy (Ghanizadeh i wsp. 2010; Mahmoodi i Rahimi 2009; Bedmar i wsp. 1999; Ferraro i wsp. 1996; Hall i wsp. 1992), a w warunkach Polski do fazy 7-8 liści (ZOR 2012). Efektywna kontrola zachwaszczenia, ciągle jeszcze przede wszystkim w oparciu o środki chemiczne, w tak długim okresie czasu jest bardzo trudna. W kukurydzy program zwalczania chwastów to 1. krotny zabieg herbicydem lub mieszaniną herbicydów. W przypadku środków doglebowych czynnikiem ograniczającym ich stosowanie i działanie jest wilgotność gleby w trakcie i po zabiegu. Zabiegi doglebowe w Wielkopolsce, z uwagi na dość częste niedobory odpadów (RCB 2010), szczególnie w okresie kwiecień-czerwiec, obarczone są dość dużym ryzykiem. Z kolei większość herbicydów nalistnych charakteryzuje się stosunkowo krótkim czasem działania, a zalecane są jedynie do pojedynczego zabiegu. Tymczasem zdarzają się sytuacje, w których w kukurydzy, po ustąpieniu działania herbicydu pojawiają się ponownie wschody chwastów. Kolejny zabieg w takich warunkach wiąże się ze zwielokrotnieniem kosztów ochrony. Price i wsp. (2011) wskazuje, że kolejne zabiegi pełnymi dawkami herbicydów, to nie tylko wzrost kosztów, ale potencjalne zagrożenie zanieczyszczenia gleby i wody pozostałościami oraz ryzykiem wyselekcjonowania biotypów chwastów odpornych. W pracy F przedstawiono rozwiązania, które dzięki odpowiedniemu doborowi herbicydów, ich dawek, umieszczeniu w cieczy roboczej efektywnego adiuwanta oraz aplikacji w odpowiednim czasie zapewniają skuteczną kontrolę zachwaszczenia przy znacznie ograniczonej ilości stosowanych herbicydów. W pracy wykorzystano herbicyd tembotrion oraz mieszanię flufenacet + isoksaflutol aplikowane w dawkach pełnych i zredukowanych w jednym lub dwóch zabiegach bez oraz z dodatkiem estrów metylowych i saletry amonowej. Uzyskanie w pracy F wyniki wskazują, że dobrze dobrane adiuwanty olejowe, w tym przypadku estry metylowe kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego z wbudowanym systemem buforującym (Atpolan BIO 80 EC) i mineralne (saletra amonowa) pozwalają zredukować dawki herbicydu przy zachowaniu skuteczności odpowiadającej pełnej dawce środka. Przy czym należy zwrócić uwagę na fakt, że efektywność herbicydu uzależniona jest także od gatunków wchodzących w skład zbiorowiska chwastów (Dewey i Andersen 2004). Wyniki wskazują, że w przypadku najczęściej występującego w kukurydzy gatunku, jakim jest komosa biała, możliwe było zredukowanie ilości tembotrionu, nawet do ¼ zalecanej dawki, pod warunkiem umieszczenia w cieczy adiuwantów (skuteczność chwastobójcza na poziomie 94%). Kolejnym korzystnie wpływającym na skuteczność krokiem było zastosowanie tak silnie zredukowanych dawek w dwóch zabiegach. Termin ich aplikacji był 16

17 uzależniony od fazy rozwojowej chwastów, tzn. zabiegi wykonywano wówczas, gdy chwasty znajdowały się fazie siewek do pierwszej pary liści, czyli wówczas, gdy były najbardziej wrażliwe na działanie herbicydów. W ten sposób uzyskano całkowite zniszczenie komosy białej. Obawy związane z działaniem herbicydów doglebowych, uzależnionych od wilgotności gleby potwierdziły się w badaniach prezentowych w pracy F. Jedynie samosiewy rzepaku były skutecznie eliminowane przez flufenacet + isoksaflutol, a pozostałe prezentowane gatunki praktycznie zostały jedynie uszkodzone. Niemniej jednak umieszczenie tych herbicydów w mieszaninie z tembotrionem z dodatkiem adiuwantów i zastosowanie w dwóch zabiegach, okazało się bardzo dobrym rozwiązaniem. Wyniki badań własnych prezentowanych w pracy F potwierdzają potencjał metylowanych estrów kwasów tłuszczowych i saletry amonowej wykorzystywanych jak adiuwanty oraz systemu dwukrotnej ich aplikacji jako efektywnych rozwiązań, pozwalających nie tylko skutecznie, ale także przy niższych nakładach i przy zużyciu mniejszej ilości substancji aktywnych, a tym samym mniejszym negatywnym oddziaływaniu na środowisko, kontrolować zachwaszczenie w kukurydzy. Podobne zależności stwierdzono także w innych pracach (Idziak i Woźnica 2013; Woźnica i Idziak 2010). Sorgo, charakteryzując się mniejszymi wymaganiami glebowymi i większą odpornością na suszę, a także zasolenie gleby niż kukurydza, siane jest na obszarach niesprzyjających uprawie innych gatunków uprawnych. Pomimo allelopatycznego oddziaływania sorga na chwasty, a nawet inne rośliny uprawne (Einhellig i Rasmusse 1989: Alsaadawi i wsp. 1986) narażone jest ono na silną konkurencję chwastów we wczesnych fazach rozwojowych, (Knezevic i wsp. 2002). Powierzchnia uprawy sorga w Polsce nie przekracza 20 tys. ha (Farmer 2013), w związku z czym gatunek ten zaliczany jest do upraw małoobszarowych, dla których nie zarejestrowano herbicydów (MINROL 2014). Zwalczanie chwastów w sorgu na świecie, głównie w Stanach Zjednoczonych, oparte jest przede wszystkim na herbicydach doglebowych, takich jak: acetochlor, alachlor, dimetanamid, glifosat, parakwat, S- metolachlor. Sorgo uprawiane jest raczej w warunkach niedoboru wilgoci, niesprzyjających działaniu herbicydów doglebowych. Stosowanie herbicydów nalistnych jest z kolei ograniczone ze względu na wrażliwość sorga na te środki. W pracy F oceniano możliwości zwalczania chwastów z wykorzystaniem szeroko stosowanego w kukurydzy herbicydu mezotrion, stosowanego samodzielnie w pojedynczej dawce oraz samodzielnie i dwukrotnie z dodatkiem adiuwantów olejowych i roztworu saletrzano-mocznikowego (RSM). Mezotrion skutecznie eliminował występujące w sorgu chwasty, z wyjątkiem bodziszka drobnego 17

18 (Geranium pusillum L.). Dodatek adiuwantów, oleju mineralnego jak i esterów metylowych kwasów tłuszczowych, korzystnie wpływało na skuteczność chwastobójczą mezotrionu pomimo obniżenia jego dawki. Umieszczenie w cieczy RSM nie poprawiło jednak działanie środka. Na podstawie wyników opisanych w pracy F można stwierdzić, że w przypadku braku lub niewielkiego wyboru herbicydów w sorgu, mezotrion stosowany w pojedynczym zabiegu lub w dawkach dzielonych jest potencjalnym rozwiązaniem problemu zwalczania chwastów w tej roślinie uprawnej. Na podstawie wyników badań własnych (praca E i F) stwierdzono, że aplikacja herbicydów w kukurydzy i sorgu, w systemie dawek dzielonych, środkami w silnie zredukowanych dawkach, pozwala skutecznie wyeliminować zagrożenie ze strony chwastów, a dzięki wydłużeniu czasu kontroli, zapobiega zachwaszczeniu wtórnemu, które w systemie tradycyjnym wymaga dodatkowego, znacznie podnoszącego koszty zabiegu. Warunkiem efektywności zabiegów, oprócz umieszczenia w cieczy opryskowej efektywnego adiuwanta, najlepiej wielofunkcyjnego, np. Atpolan BIO 80 EC, jest właściwy dobór herbicydów. Powinny to być środki o różnych mechanizmach działania, ogranicza się wówczas niebezpieczeństwo wyselekcjonowania biotypów chwastów odpornych, co jest niezwykle istotne, po uświadomieniu sobie, że połowa zarejestrowanych w kukurydzy herbicydów to pochodne z grupy sulfonylomocznika. 4) Problematyka wrażliwości roślin uprawnych na herbicydy (C, E i F) Integrowana ochrona roślin wymusza na rolnikach stosowanie kilku metod zwalczania agrofagów. W roślinach uprawnych najbardziej popularną i efektywną jest metoda chemiczna. Stosowane herbicydy powinny charakteryzować się z jednej strony wysoką skutecznością chwastobójczą, a z drugiej strony muszą być selektywne w stosunku do rośliny uprawnej. Według Adamczyka i wsp. (2004) kukurydza w początkowych fazach rozwojowych wrażliwa jest nie tylko na wiosenne chłody, niedobory w glebie, ale także na fitotoksyczne oddziaływanie herbicydów. Uniknięcie negatywnego wpływu herbicydów wymaga precyzji i zachowania niezbędnych środków ostrożności w trakcie ich stosowania. Najczęściej bowiem uszkodzenia roślin uprawnych wynikają z błędów człowieka, choćby przedawkowania preparatu, niewłaściwego terminu aplikacji, znoszenia cieczy opryskowej 18

19 podczas zabiegu, zanieczyszczenia opryskiwacza, pomyłkowego opryskania plantacji środkiem toksycznym dla danej uprawy, czy pozostałości substancji aktywnych w glebie negatywnie wpływających na rośliny następcze (Praczyk 2002). Warunki pogodowe wpływają nie tylko na skuteczność herbicydów, ale także na ich selektywność w stosunku do rośliny uprawnej. Praczyk (2002) wskazuje, że herbicydy z grupy chloroacetoanilidów (np. acetochlor, metazachlor, s-metolachlor) są bezpieczne dla roślin kukurydzy, ale stosowane w warunkach chłodu i nadmiernej wilgotności gleby w trakcie wschodów mogą powodować jej uszkodzenia. Takie warunki ograniczają rozkład substancji aktywnej i sprzyjają jej wymywaniu w okolice systemu korzeniowego, umożliwiając ich większe pobranie przez korzenie kukurydzy (Sadowski i Kucharski 2004). Selektywność herbicydów w stosunku do kukurydzy jest często pochodną jej zdolności do metabolizowania środków chemicznych do mniej toksycznych substancji. W warunkach stresowych metabolizm herbicydów może być niewystarczający, aby zapobiec uszkodzeniom roślin (O`Sullivan i Bouw 1998). Według Georgiewa i wsp. (1996) trudności w doborze właściwego herbicydu mogą wynikać z bliskości botanicznej lub podobieństw fizjologicznych chwastów i chronionej rośliny. W przypadku kukurydzy odmienna reakcja na herbicydy wynika przede wszystkim z dużego zróżnicowania genetycznego dostępnych w handlu mieszańców (Weber i Gołębiowska 2009). Ograniczenia w doborze herbicydów stosowanych powschodowo w sorgu wynikają w dużej mierze z obawy przed możliwością wystąpienia uszkodzeń roślin uprawnych oraz niezadowalającego poziomu zwalczania chwastów (Thompson i wsp. 2011). W przypadku sorga, podobnie jak kukurydzy, również wskazuje się na zróżnicowaną reakcję odmian na aplikowane herbicydy (Walker i wsp. 1988; Scifres i Bovey 1970). W pracy E badano wpływ zredukowanych dawek mezotrionu stosowanego raz lub dwukrotnie z adiuwantami, między innymi na rośliny sorga. Mezotrion stosowany powschodowo w dawce od 70 do 150 g/ha jest bezpieczny dla roślin kukurydzy, ale może powodować uszkodzenia tkanek sorga (Abit i Al.-Khatib 2009; Praczyk 2002). Horky i Martin (2005) wskazywali, że mezotrion aplikowany już w dawce 70,5 g/ha powodował uszkodzenia sorga. Z kolei Frihauf i wsp. (2006) oraz Kaczmarek i wsp. (2009) podają, że mezotrion, niezależnie od dodatku innych herbicydów był bezpieczny dla roślin sorga i nie wpływał na ich wzrost i rozwój. Wyniki badań własnych opisanych w pracy E wskazują, że mezotrion aplikowany w dawce 120 g/ha i obniżonej do 80 g/ha w pojedynczym zabiegu, bez lub z dodatkiem adiuwantów (olej parafinowy lub estry metylowe) był bezpieczny dla roślin sorga, gdyż obserwowano jedynie niewielkie i szybko zanikające nieregularne chlorozy oraz 19

20 bielenie blaszek liściowych dolnych liści. Podobne objawy i ich przebieg obserwowano po zastosowaniu mezotrionu w dawkach dzielonych ( g/ha), w dwóch terminach z dodatkiem adiuwantów olejowych. Umieszczenie w cieczy opryskowej dodatkowo adiuwanta mineralnego w postaci roztworu saletrzano-mocznikowego (RSM) przełożyło się na bardzo silną negatywną reakcję roślin sorga, na poziomie 62-68% po dwóch tygodniach od zabiegu. Uszkodzenia dotyczyły jedynie dolnych liści, tych które miały kontakt z cieczą opryskową, i ulegały stopniowo zanikowi do 26-28% po 4 tygodniach, do 10% po 6 tygodniach i braku objawów fitotoksyczności po 2 miesiącach. Według Coetzer i wsp. (2002) młode, szybko rosnące rośliny pochłaniają dużo herbicydu, w czym pomocne były jeszcze zawarte w cieczy opryskowej adiuwanty, których działanie polega między innymi na zwiększeniu retencji i absorpcji substancji aktywnych herbicydów (Woźnica i Skrzypczak 1998). Badania własne wykazały, że tak poważne uszkodzenia roślin sorga, nie przełożyły się jednak na spadek plonu. Taka reakcja roślin sorga wskazuje na bardzo duże zdolności regeneracyjne tego gatunku. W pracy F przedstawiono możliwości zwalczania chwastów i wpływ na rośliny kukurydzy herbicydów tembotrion i flufenacet + izoksaflutol oraz ich mieszanin stosowanych jednorazowo lub w dwóch terminach w dawkach zredukowanych. Tembotrion i izoksaflutol są substancjami zaliczanymi do inhibitorów syntezy karotenoidów, a flufenacet do inhibitorów biosyntezy kwasów tłuszczowych o bardzo długich łańcuchach (HRAC 2014). Badania własne wskazują, że tembotrion stosowany w dawce zalecanej (88 g/ha) a tym bardziej w dawkach obniżonych (44 i 22 g/ha) aplikowany samodzielnie lub z dodatkiem adiuwantów (estry metylowe i saletra amonowa) w dawce pojedynczej, a także w systemie dawek dzielonych jest bezpieczny dla roślin kukurydzy. Doglebowa aplikacja herbicydów flufenacet + izoksaflutol w pełnej dawce (36 + 7,5 g/ha) również nie wiązała się z zagrożeniem dla roślin uprawnych. Jednak umieszczenie ich w cieczy opryskowej zawierającej dodatkowo tembotrion i adiuwanty wiązało się uszkodzeniami (przebarwienie i zahamowanie wzrostu) roślin kukurydzy na poziomie 39-46% po dwu i po czterech tygodniach. Działo się tak pomimo zredukowania dawek o połowę w stosunku do dawek pełnych, przy zabiegu jednokrotnym, a przypadku dawek dzielonych pomimo ich obniżenia nawet do ¼ dawki zalecanej. W ciągu następnych tygodni po zabiegu objawy uszkodzeń zanikały i jak wskazują prezentowane w pracy F wyniki, nie miały one wpływu na plonowanie kukurydzy, które wyniosły 99% plonów maksymalnych uzyskanych z roślin nieuszkodzonych. Prezentowane wyniki wskazują, że przyjęte rozwiązania sprawdziły się w 20

21 przypadku zwalczania chwastów, ale z uwagi na silną aktywację herbicydów przez adiuwanty, mogą stanowić pewne zagrożenie dla roślin uprawnych, nie przekładające się jednak na efekt końcowy produkcji jakim jest plon ziarna. Niemniej jednak uszkodzenia roślin widoczne przez kilka tygodni po zabiegu zapewne są nie do zaakceptowania w praktyce rolniczej. Dale i wsp. (2006) zwraca uwagę, że zwalczanie chwastów w buraku z wykorzystaniem mikrodawek herbicydów jest nie tylko efektywne, ale także umożliwia rolnikom wykonywanie zabiegów o każdej porze dnia, przy temperaturach powietrza przekraczających 25 o C a nie tylko późnym popołudniem/wieczorem, aby uniknąć uszkodzeń roślin buraka. Uszkodzenia roślin buraka, podobnie jak kukurydzy czy sorgo, wynikają przede wszystkim z przebiegu warunków pogodowych w trakcie i po zabiegach, a nie tylko z doboru herbicydów i sposobu ich aplikacji. Według Dale i wsp. (2006) na poziom uszkodzeń buraka bezpośredni wpływ mają niska temperatura i wysoka wilgotność zwiększające wrażliwość buraków na stosowane herbicydy (uszkodzenia na poziomie 29-43%) podczas, gdy w korzystnych warunkach obserwowano jedynie niewielkie uszkodzenia na poziomie nie przekraczającym 6%. Jednak także niewłaściwy dobór adiuwant może przyczynić się do obniżenia selektywności stosowanych herbicydów w stosunku do roślin buraka. Na podstawie wyników badań własnych (praca C) stwierdzono, że mieszanina herbicydów przyjęta jako standard (Betanal Progress AM 180 EC + Safari 50 WG) stosowana w dawkach zalecanych, w systemie dawek dzielonych powodowała zahamowanie wzrostu i lekkie żółknięcie roślin buraka na poziomie ok. 10% (zanikające po 4-7 tygodniach). Poszerzenie mieszanin herbicydów o dodatkowe herbicydy (Lontrel 300 SL i Venzar 80 WP) z jednoczesnym obniżeniem dawek do 1/3 dawki pełnej, pomimo 4. krotnego stosowania, wiązało się niewielkimi uszkodzeniami buraka na poziomie 2,9%. Dexter i Zollinger (2001) w przypadku tak silnie obniżonych dawek herbicydów, zwracają uwagę na duże znaczenie prawidłowo dobranego adiuwanta. Według Zollingera (2003) powinny to być adiuwanty oparte o estry metolowe kwasów tłuszczowych utrzymujące ph cieczy opryskowej na przynajmniej obojętnym poziomie. W badaniach własnych (praca C) wykorzystano adiuwant Atpolan BIO 80 EC (estry metylowe kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego oraz substancje powierzchniowo-czynne i buforujące ph cieczy opryskowej), a także Adpros 85 SL (estry metylowe kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego), Olbras Super 90 EC (poekstrakcyjne kwasy tłuszczowe oleju rzepakowego i niejonowe zasady emulgujące) i Olbras 88 EC (kwasy tłuszczowe porafinacyjne pochodzące z rafinacji fizycznej oleju rzepakowego). Zwalczanie 21

22 chwastów mikrodawkami herbicydów, niezależnie od dodanego adiuwanta, wiązało się z praktycznie niewielkimi uszkodzeniami roślin buraka na poziome 4,3 do 5,6%. Tak niewielkie i szybko zanikające objawy uszkodzeń (już po 2-5 tygodniach) nie miały praktycznie wpływu ani na plon korzeni buraka cukrowego, ani na zawartość w nich cukru. Podsumowanie Intensyfikacja produkcji rolniczej wymaga rozwiązań gwarantujących, przy możliwie minimalnych nakładach, uzyskanie maksymalnych dochodów. Analiza ekonomiczna produkcji roślinnej wskazuje, że ochrona roślin jest jednym z głównych składników kosztów. W praktyce w sezonie wegetacyjnym roślinom uprawnym zagraża wiele agrofagów (chwasty, szkodniki, grzyby chorobotwórcze), których eliminacja w dużej mierze ma miejsce przy wykorzystaniu chemicznych środków ochrony roślin. Wyniki prezentowanych badań są krokiem w kierunku opracowania sposobów walki z chwastami, przy wykorzystaniu herbicydów. Dzięki poznaniu czynników warunkujących ich działanie, a leżących w gestii człowieka, np. dobór odpowiedniego adiuwanta, o wielokierunkowym działaniu, do danego herbicydu, właściwy termin zabiegów, odpowiedni dobór dawek herbicydów i sposobów ich aplikacji (zabieg pojedynczy w kukurydzy i sorgu lub dwukrotne stosowanie mieszanin, mikrodawki w burakach) wskazują, w jaki sposób stosować środki ochrony roślin, aby zabiegi były skuteczne, bezpieczne dla roślin uprawnych oraz miały możliwie najmniejszy wpływ na środowisko naturalne. Literatura Abit M.J.M., Al.-Khatib K Absorption, translocation, and metabolizm of mesotrione in grain sorghum. Weed Sci. 57: Adamczyk J., Rogacki J., Cygert H Czynniki ograniczające plonowanie kukurydzy w okresie wegetacji. Konf. Nauk. Stan obecny i perspektywy uprawy kukurydzy w Polsce. Pam. Puł. 140: Alsaadawi I.S., Al-Uqaili J.K., Alrubeaa A.J., Al-Hadithy S.M Allelopathic suppression of weeds and nitrification by selected cultivars of Sorghum bicolor (L.) Moench. J. Chem. Ecol. 12: Bedmar F., Manetki P., Monterubbianesi G Determination of critical period of weed control in corn using a thermal basis. Pesq. Agropec. Bras. Brasilia 34:

23 Coetzer E., Al-Khatib K., Peterson D.E Glufosinate efficacy on Amaranthus species in glufosinate-resistant soybean (Glycine max). Weed Technol. 16: Dale T.M., Renner K.A., Kravchenko A.N Effect of herbicides on weed control and sugarbeet (Beta vulgaris) yield and quality. Weed Technol. 20: Dąbkowska T., Stupnicka-Rodzynkiewicz E., Bintsanga-Malounguidi P Wpływ warunków pogodowych i zabiegów odchwaszczających na rozwój chwastów w kukurydzy, ze szczególnym uwzględnieniem Echinochloa crus-galli. Ann. UMCS Sectio E, 42 (2): Dewey S.A., Andersen K.A Distinc roles of surveys, inventories, and monitoring in adaptive weed management. Weed Techonol. 18: Dexter A.G., Luecke J.L., Bredehoeft M.W Micro ratek of postemergence herbicides in sugarbeets. Sugarbeet Res. Ext. Rep. 27: Dexter A.G., Zollinger R.K Weed control guide for sugarbeet. Sugarbeet Res. Exp. Rep. 32: Dodds, D. M., D. B. Reynolds, J. H. Massey, and C. H. Koger Effect of adjuvant and urea ammonium nitrate on bispyribac-sodium efficacy, absorption, and translocation in barnyardgrass (Echinochloa crus-galli). II. Absorption and translocation. Weed Sci Einhellig F.A., Rasmussen J.A Prior cropping with grain sorghum inhibits weeds. J. Chem. Ecol. 15: FAO FAO specifications and evaluations for nicosulfuron. FAO specifications and evaluations for agricultural pesticides. pp. 25. Dostęp w internecie: (dostęp 10 lipca 2014). FAOSTAT Food and Agriculture Organization of the United Nations. Dostęp w internecine [8 lipca 2014]: Farmer Sorgo alternatywa na suchych i lekkich glebach. Dostęp w Internecie: (dostęp 11 lipca 2014). Ferrero A., Scanzio M., Acutis M Critical period of weed interference in maize. P Proc. 2 nd Int. Weed Control Congress. Copenhagen, June 25-28: 762 pp. Frihauf J.C., Stahlman P.W., Regehr D.L., Classen M.M., Maddux L.D., Thompson C.R., Schelegel A.J., Lee J.M Grain sorghum response to soil applied mesotrione. North Central Weed Sci. Society Proc. 61: 112. Georgiev G.T., Iliev L., Karanov E., Antidote effect of Meia against chlorsulfuron. Bulg. J. Plant Physiol. 22(3-4), Ghanizadeh H., Lorzadeh S., Ariannia N Critical period for weed control in corn in the south-west of Iran. Asian J. Agric. Res. 4(2): Greek J.M., Hale T Increasing and decreasing ph to enhance the biological activity of nicosulfuron. Weed Technol. 19: Gronwald J.W., Jourdan D.L., Wyse D.L., Somers D.A., Magnusson M Effect of ammonium sulfate on absorption of imezathapyr by quackgrass and maize cell suspension. Weed Sci. 41: Hall M.R., Swanton C.J., Anderson G.N The critical period of weed control in grain corn (Zea mays L.). Weed Sci. 40: