NAUKOWE PODSTAWY REGULACJI ZACHWASZCZENIA W INTEGROWANEJ OCHRONIE ROŚLIN Prof. dr hab. Tadeusz Praczyk Prof. dr hab. Grzegorz Skrzypczak Prof. dr hab. Zenon Woźnica Prof. dr hab. Adam Dobrzański Dr hab. Krzysztof Domaradzki
W skali świata (źródło: Herbicides and Plant Physiology, Cobb and J.P.H. Reade, 2010) Około 250 gatunków roślin może powodować istotne straty gospodarcze (chwasty) jest to 0,1% gatunków całej flory. Regiony Szacowane straty plonów (%)* Afryka 16,5 Ameryka Płn. 11,4 Ameryka Płd. 13,4 Azja 14,2 Europa 8,3 Oceania 9,6 Średnio 13,1 * straty pomimo stosowania różnych metod zwalczania chwastów
Metody regulacji zachwaszczenia
Wpływ uprawy gleby na zbiorowisko chwastów Selekcja gatunków Kiełkowanie chwastów Liczba chwastów Kiełkowanie wyczyńca polnego z różnych głębokości gleby (źródło: Cussans i inni, 1979) Głębokość gleby (cm) Kiełkowanie (%) 1 60,0 2 30,5 3 7,5 4 2,0
Stopień pokrycia gleby przez chwasty (w %) w zależności od warunków świetlnych podczas uprawy gleby (wg. Hartmanna, 1989) Chwasty w ciemności Uprawa gleby Przytulia czepna <5 25-50 Przetacznik perski <2 25-50 Wyczyniec polny <5 5-25 Tobołki polne <5 5-25 Gorczyca polna <5 <5 Rdest powojowaty <5 <5 przy świetle dziennym
Wpływ bodźca światła na kiełkowanie nasion chwastów System fitochromowy - dopasowywanie rytmu wzrostu i rozwoju roślin do warunków świetlnych Fitochrom P 660 pochłania światło jasnoczerwone (max. absorpcji 660nm) - jest nieaktywny fizjologicznie Przekształcenie fitochromu P 660 w P 730 zapoczątkowuje procesy kiełkowania nasion
Mechaniczne zwalczanie chwastów
Wpływ terminu siewu różnych roślin uprawnych na rozwój życicy sztywnej (Lolium rigidum) w warunkach Australii (źródło: Powels, 1997) Roślina uprawna Wczesny siew Siew 21 dni później Liczba roślin życicy/m 2 Produkcja nasion Liczba roślin życicy/m 2 Produkcja nasion Groch 106 5654 20 2916 Jęczmień 173 712 31 210 Pszenica 147 1425 72 318
Straty plonu pszenicy (w %) w zależności od terminu wschodów i zagęszczenia owsa głuchego (Manitoba Agriculture, 1988) Liczba roślin na 1 m 2 Przed wschodami pszenicy Termin wschodów owsa głuchego Równocześnie Po wschodach pszenicy (1 liść) 1 20-27 11-15 <5 5 24-32 14-19 5-7 10 26-35 17-23 8-10 14 29-38 19-26 10-13
Kiełkowanie niektórych chwastów (w %) w obecności dodanych do gleby resztek żyta bez żyta z żytem redukcja (%) Ambrozja bylicolistna 21 12 43 Szarłat szorstki 36 2 95 Portulaka pospolita 58 0 100 Włośnica zielona 54 11 80 (Oleszek,1995)
Metoda chemiczna zmniejszenie ujemnego oddziaływania na środowisko Określenie czynników wpływających na skuteczność działania herbicydów Stosowanie obniżonych dawek herbicydów Nowe formy użytkowe herbicydów Nowe technologie aplikacji
Porównanie różnych metod regulacji zachwaszczenia Metody Skuteczność Ekonomia Łatwość stosowania Wpływ na środowisko Społeczna akceptacja Herbicydy +++ +++ ++ +/- - Mechaniczne + ++ - +/- + Zmianowanie + - - +++ +++ Termin siewu + - - +/- +/- Legenda: + efekt pozytywny - efekt negatywny Źródło: Integrated Weed Management, wyd. 2, Bayer CropScience, 2009
Integrowana regulacja zachwaszczenia Integrowana regulacja zachwaszczenia jest to oparty na podstawach naukowych system podejmowania decyzji, w którym wykorzystuje się dane dotyczące warunków środowiskowych, biologii i ekologii chwastów oraz wszystkie dostępne metody ograniczania zachwaszczenia, w celu uzyskania korzyści ekonomicznych i zmniejszenia ujemnego oddziaływania zastosowanych środków na środowisko.
INTEGROWANA PRODUKCJA (źródło: Integrated Crop Management, wyd. EIF, 1995)
Strategia integrowanej regulacji zachwaszczenia Rozważenie wpływu zabiegów uprawy roli na zbiorowisko chwastów i bank nasion w glebie. Uprawa odmian bardziej konkurencyjnych dla chwastów. Prawidłowa identyfikacja gatunków chwastów. Sporządzenie mapy zachwaszczenia pola ze szczególnym uwzględnieniem miejsc o silnym zachwaszczeniu. Wykorzystanie progów ekonomicznej szkodliwości chwastów. Rozważenie roli chwastów jako źródła pożywienia dla organizmów pożytecznych.
Progi ekonomicznej szkodliwości chwastów (liczba roślin/ 1m 2 ) Gatunki chwastów Anglia Francja Niemcy Wyczyniec polny 12,5 26 30 Miotła zbożowa 20 Owies głuchy 5 5 Przytulia czepna 1,7 1,8 0,1 Jasnota purpurowa 62,5 44 Rumianek polny 12,5 22 Fiołek polny 250 133 Mak polny 12,5 22 Rdest powojowy 16,7 2 Gwiazdnica pospolita 25 26 Ostrożeń polny 16,7 Komosa biała 25 Źródło: Integrated Weed Management, Bayer CropScience AG, 2009
Ranking konkurencyjności niektórych chwastów i ich znaczenie dla życia ptaków i owadów (Lutman, 2003) Chwasty Indeks konkurencyjności Znaczenie dla ptaków Znaczenie dla owadów Owies głuchy **** - - Samosiewy rzepaku *** ** - Komosa biała ** *** *** Ostrożeń polny *** * *** Rdest powojowy * *** Przytulia czepna **** - *** Jasnota purpurowa ** - ** Maki *** - * Rdest ptasi ** *** *** Gwiazdnica pospolita ** *** *** Maruna bezwonna *** *** *liczba gwiazdek oznacza wzrastające znaczenie
Integrowana regulacja zachwaszczenia 3 podstawowe działania: zmianowanie roślin, agrotechnika, stosowanie różnych substancji czynnych herbicydów w celu zminimalizowania powstawaniu odporności chwastów na herbicydy.
Kierunki badań: Biologia i ekologia chwastów W jaki sposób chwasty funkcjonują w zbiorowisku? Jakie są zależności pomiędzy systemami uprawy roślin, a zmianami w populacji chwastów? Czy pojawienie się inwazyjnego gatunku chwastu może zmienić w przewidywalny sposób strukturę lub funkcjonowanie zbiorowisk chwastów? Jaki typ zbiorowisk chwastów ułatwia rozprzestrzenianie się gatunków inwazyjnych? Głębsze poznanie konkurencyjności chwastów oraz określenie progów szkodliwości i ich weryfikacja w długoterminowych badaniach polowych
Kierunki badań: Metody ograniczania zachwaszczenia Zwiększenie skuteczności działania herbicydów (adiuwanty, nowe formulacje, nowe techniki aplikacji). Poszukiwanie nowych i modyfikowanie istniejących substancji aktywnych. Ograniczanie zjawiska odporności chwastów na herbicydy. Badania alternatywnych metod regulacji zachwaszczenia.
Podsumowanie Celem integrowanej regulacji zachwaszczenia nie jest wyeliminowanie wszystkich chwastów, ale zmniejszenie ich niekorzystnego oddziaływania na roślinę uprawną do akceptowalnego poziomu. Opracowanie systemów integrowanej regulacji zachwaszczenia wymaga rozwoju badań w zakresie biologii i ekologii chwastów, a także metod ograniczania zachwaszczenia i ich wpływu na środowisko. Efekty integrowanej regulacji zachwaszczenia powinny być oceniane w perspektywie długoterminowej, a nie jednego sezonu uprawy. Wprowadzenie zasad integrowanej produkcji, a w tym zasad integrowanej ochrony roślin wymaga edukacji producentów rolnych oraz konsumentów żywności.